JP2002119067A - ３レベルインバータの電圧変調方法 - Google Patents
３レベルインバータの電圧変調方法Info
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- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流端の電圧の均衡を適切に維持することが
でき、出力ベクトルの変更によるスイッチング時に生ず
るスイッチング損失を減らすことができるので、インバ
ータの損失を減らせることができる。 【解決手段】 中性点を有し、直列に連結された一対の
コンデンサーと、複数のスイッチ部を有する３レベルイ
ンバータの電圧変調方法に関する。本発明による電圧変
調方法は、前記インバータの設定制御周期内で有効なオ
フセット電圧を求める段階と；前記インバータに印加さ
れた前記各オフセット電圧による前記スイッチ部のスイ
ッチング損失を算出する段階と；前記オフセット電圧が
印加された時、前記制御周期内で前記中性点に流れる電
流を算出する段階と；前記算出されたスイッチング損失
と前記中性点に流れる電流を正規化する段階と；前記正
規化されたスイッチング損失と中性点に流れる電流との
中で少なくともいずれか一つに所定の加重値を加えて、
前記正規化されたスイッチング損失と前記中性点に流れ
る電流との合が最大である正規値を選択する段階と；を
含むことを特徴とする
でき、出力ベクトルの変更によるスイッチング時に生ず
るスイッチング損失を減らすことができるので、インバ
ータの損失を減らせることができる。 【解決手段】 中性点を有し、直列に連結された一対の
コンデンサーと、複数のスイッチ部を有する３レベルイ
ンバータの電圧変調方法に関する。本発明による電圧変
調方法は、前記インバータの設定制御周期内で有効なオ
フセット電圧を求める段階と；前記インバータに印加さ
れた前記各オフセット電圧による前記スイッチ部のスイ
ッチング損失を算出する段階と；前記オフセット電圧が
印加された時、前記制御周期内で前記中性点に流れる電
流を算出する段階と；前記算出されたスイッチング損失
と前記中性点に流れる電流を正規化する段階と；前記正
規化されたスイッチング損失と中性点に流れる電流との
中で少なくともいずれか一つに所定の加重値を加えて、
前記正規化されたスイッチング損失と前記中性点に流れ
る電流との合が最大である正規値を選択する段階と；を
含むことを特徴とする
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３レベルインバー
タの電圧変調方法に係り、より詳細には、インバータの
損失を減らすことができる３レベルインバータの電圧変
調方法に関する。
タの電圧変調方法に係り、より詳細には、インバータの
損失を減らすことができる３レベルインバータの電圧変
調方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、３レベルインバータは中性点を
有し直列に連結された一対のコンデンサーと、各コイル
に連結されて各コイルをオン・オフすることによりスイ
ッチング作用をする複数のスイッチ部と、を有してお
り、比較的に高容量に使用される。３レベルインバータ
で'レベル'というのは電圧状態を示すことで、３レベル
は三つの電圧状態である。
有し直列に連結された一対のコンデンサーと、各コイル
に連結されて各コイルをオン・オフすることによりスイ
ッチング作用をする複数のスイッチ部と、を有してお
り、比較的に高容量に使用される。３レベルインバータ
で'レベル'というのは電圧状態を示すことで、３レベル
は三つの電圧状態である。
【０００３】３レベルインバータには、同じ出力電圧を
有する多数の電圧ベクトル対が存在する。この電圧ベク
トル対は同じ出力電圧を示すが、直流端電圧の変化にお
いては反対の影響を及ぼす。電圧ベクトル対の中で一つ
のベクトルが一つのコンデンサーの電圧を上昇させれ
ば、他の一つのベクトルは他の一つのコンデンサの電圧
は下降される。そのため、直流端の均衡状況に従って、
電圧ベクトル対を適切に利用することにより、直流端の
均衡を維持しながら同じ出力電圧を得ることができる。
有する多数の電圧ベクトル対が存在する。この電圧ベク
トル対は同じ出力電圧を示すが、直流端電圧の変化にお
いては反対の影響を及ぼす。電圧ベクトル対の中で一つ
のベクトルが一つのコンデンサーの電圧を上昇させれ
ば、他の一つのベクトルは他の一つのコンデンサの電圧
は下降される。そのため、直流端の均衡状況に従って、
電圧ベクトル対を適切に利用することにより、直流端の
均衡を維持しながら同じ出力電圧を得ることができる。
【０００４】例えば、図２を参照すると、指令ベクトル
がセクタ１に位置する場合に適用することができる出力
ベクトルの順序は(0、0、0)⇒(1、0、0)⇒(1、1、0)⇒
(1、1、1)と(0、0、0)⇒(0、0、-1)⇒(0、-1、-1)⇒(-
1、-1、-1)の二つがある。直流端の電圧の均衡状況に従
って、前記二つの出力ベクトルの順序の中でいずれか一
つを選択する。指令ベクトルがセクタ３に位置する場合
に(1、0、0)ベクトルと(0、-1、-1)ベクトルは、同じ出
力電圧を示すが、直流端の電圧には反対に作用する。こ
の特徴を利用して、直流端の電圧の状況に従って、二つ
のベクトルに電圧が供給される時間の比を適切に調節す
ることにより、直流端の電圧の均衡を維持することがで
きる。
がセクタ１に位置する場合に適用することができる出力
ベクトルの順序は(0、0、0)⇒(1、0、0)⇒(1、1、0)⇒
(1、1、1)と(0、0、0)⇒(0、0、-1)⇒(0、-1、-1)⇒(-
1、-1、-1)の二つがある。直流端の電圧の均衡状況に従
って、前記二つの出力ベクトルの順序の中でいずれか一
つを選択する。指令ベクトルがセクタ３に位置する場合
に(1、0、0)ベクトルと(0、-1、-1)ベクトルは、同じ出
力電圧を示すが、直流端の電圧には反対に作用する。こ
の特徴を利用して、直流端の電圧の状況に従って、二つ
のベクトルに電圧が供給される時間の比を適切に調節す
ることにより、直流端の電圧の均衡を維持することがで
きる。
【０００５】ところが、このような従来の電圧変調法に
おいては、指令ベクトルを合成する時に空間ベクトル電
圧変調法を利用すると、計算が複雑になるのでCPUに負
担になる。また、前述した方法では、全３相でスイッチ
ングが行われる連続電圧変調法を利用しているので、不
連続電圧変調法よりもスイッチング損失が大きい。一般
に、三角波比較法とか空間ベクトル電圧変調法を利用し
て電圧を合成する場合には、一つの制御周期内の全３相
でスイッチングが行われるので不連続電圧変調法を適用
する場合よりもスイッチング損失が大きい。
おいては、指令ベクトルを合成する時に空間ベクトル電
圧変調法を利用すると、計算が複雑になるのでCPUに負
担になる。また、前述した方法では、全３相でスイッチ
ングが行われる連続電圧変調法を利用しているので、不
連続電圧変調法よりもスイッチング損失が大きい。一般
に、三角波比較法とか空間ベクトル電圧変調法を利用し
て電圧を合成する場合には、一つの制御周期内の全３相
でスイッチングが行われるので不連続電圧変調法を適用
する場合よりもスイッチング損失が大きい。
【０００６】３レベルインバータの直流端には二つのコ
ンデンサーが直列に連結されているが、夫々のコンデン
サーが一定の電圧源に連結されていないので、二つのコ
ンデンサーの電圧は直流端の中性点に流れる電流により
変わり易い。この場合、出力電圧に歪曲が生じ、電力素
子の安定的な動作を保障し難い。
ンデンサーが直列に連結されているが、夫々のコンデン
サーが一定の電圧源に連結されていないので、二つのコ
ンデンサーの電圧は直流端の中性点に流れる電流により
変わり易い。この場合、出力電圧に歪曲が生じ、電力素
子の安定的な動作を保障し難い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、直流
端電圧の均衡を維持しながらスイチング損失を低減させ
ることが出来、インバータの小型化及び軽量化を実現す
ることができる電圧変調方法を提供することである。
端電圧の均衡を維持しながらスイチング損失を低減させ
ることが出来、インバータの小型化及び軽量化を実現す
ることができる電圧変調方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、中性点を有し、直列に連結された一対のコ
ンデンサーと、複数のスイッチ部を有する３レベルイン
バータの電圧変調方法において、前記インバータの設定
制御周期内で有効なオフセット電圧を求める段階と；前
記インバータに印加された前記各オフセット電圧による
前記スイッチ部のスイッチング損失を算出する段階と；
前記オフセット電圧が印加された時、前記制御周期内で
前記中性点に流れる電流を算出する段階と；前記算出さ
れたスイッチング損失と前記中性点に流れる電流を正規
化する段階と；前記正規化されたスイッチング損失と中
性点に流れる電流との中で少なくともいずれか一つに所
定の加重値を加えて、前記正規化されたスイッチング損
失と前記中性点に流れる電流との合が最大である前記オ
フセット電圧を選択する段階と；を含むことを特徴とす
る電圧変調方法により達成される。
決するため、中性点を有し、直列に連結された一対のコ
ンデンサーと、複数のスイッチ部を有する３レベルイン
バータの電圧変調方法において、前記インバータの設定
制御周期内で有効なオフセット電圧を求める段階と；前
記インバータに印加された前記各オフセット電圧による
前記スイッチ部のスイッチング損失を算出する段階と；
前記オフセット電圧が印加された時、前記制御周期内で
前記中性点に流れる電流を算出する段階と；前記算出さ
れたスイッチング損失と前記中性点に流れる電流を正規
化する段階と；前記正規化されたスイッチング損失と中
性点に流れる電流との中で少なくともいずれか一つに所
定の加重値を加えて、前記正規化されたスイッチング損
失と前記中性点に流れる電流との合が最大である前記オ
フセット電圧を選択する段階と；を含むことを特徴とす
る電圧変調方法により達成される。
【０００９】ここで、前記スイッチング損失を計算する
段階は、前記スイッチング損失の中で最大スイッチング
損失と最小スイッチング損失との差である第１差を求め
る段階と；前記最大スイッチング損失と各スイッチング
損失との差である第２差を求める段階と；前記各第２差
を前記第１差で割る段階と；をさらに含むことが好まし
い。
段階は、前記スイッチング損失の中で最大スイッチング
損失と最小スイッチング損失との差である第１差を求め
る段階と；前記最大スイッチング損失と各スイッチング
損失との差である第２差を求める段階と；前記各第２差
を前記第１差で割る段階と；をさらに含むことが好まし
い。
【００１０】前記中性点に流れる電流を計算する段階
は、前記電流の中で最大電流大きさと最小電流大きさと
の差である第３差を求める段階と；前記最大電流大きさ
と、各電流大きさとの差である第４差を求める段階と；
前記第４差を前記第３差で割る段階と；を含むことが好
ましい。
は、前記電流の中で最大電流大きさと最小電流大きさと
の差である第３差を求める段階と；前記最大電流大きさ
と、各電流大きさとの差である第４差を求める段階と；
前記第４差を前記第３差で割る段階と；を含むことが好
ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の実施形態を詳しく説明する。図１は３レベルイン
バータの回路の概略構成図である。この図面に示すよう
に、本発明による３レベルインバータは、中性点３を有
し直列に連結された一対のコンデンサー１、２と、各相
（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に連結されたコイルをオ
ン・オフすることによりスイッチングを行うスイッチ部
と、を有する。スイッチ部は、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ
相）に設けられる四つのトランジスター５と、各トラン
ジスター５の両端に連結されるダイオード７と、を有す
る。３レベルインバータには各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）
に二つのクランピングダイオード９が設けられており、
各クランピングダイオード９は中性点３に連結されてい
る。３レベルインバータで'３レベル'というのは各相
（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に三つの電圧状態（例えば、 Vdc
/2、0、-Vdc/2）を示すことであり、これによって、３
レベルインバータを用いる時に、総計２７個のスイッチ
ング状態が存在する。
発明の実施形態を詳しく説明する。図１は３レベルイン
バータの回路の概略構成図である。この図面に示すよう
に、本発明による３レベルインバータは、中性点３を有
し直列に連結された一対のコンデンサー１、２と、各相
（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に連結されたコイルをオ
ン・オフすることによりスイッチングを行うスイッチ部
と、を有する。スイッチ部は、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ
相）に設けられる四つのトランジスター５と、各トラン
ジスター５の両端に連結されるダイオード７と、を有す
る。３レベルインバータには各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）
に二つのクランピングダイオード９が設けられており、
各クランピングダイオード９は中性点３に連結されてい
る。３レベルインバータで'３レベル'というのは各相
（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に三つの電圧状態（例えば、 Vdc
/2、0、-Vdc/2）を示すことであり、これによって、３
レベルインバータを用いる時に、総計２７個のスイッチ
ング状態が存在する。
【００１２】図２は３レベルインバータの出力ベクトル
図である。３レベルインバータは２７個のスイッチング
状態を有する出力ベクトル部が存在する。出力ベクトル
部は、電圧の変動がない、即ち、有効電圧を発生させな
いゼロベクトル部１１及び同じ出力電圧を発生させる電
圧ベクトル対を有するスモールベクトル部１３とミドル
ベクトル部１５とラージベクトル部１７とを有する。ゼ
ロベクトル部１１は示すように、(1、1、1)、(0、0、
0)、(-1、-1、-1)等のように、有効電圧を発生させない
ベクトルを含む。
図である。３レベルインバータは２７個のスイッチング
状態を有する出力ベクトル部が存在する。出力ベクトル
部は、電圧の変動がない、即ち、有効電圧を発生させな
いゼロベクトル部１１及び同じ出力電圧を発生させる電
圧ベクトル対を有するスモールベクトル部１３とミドル
ベクトル部１５とラージベクトル部１７とを有する。ゼ
ロベクトル部１１は示すように、(1、1、1)、(0、0、
0)、(-1、-1、-1)等のように、有効電圧を発生させない
ベクトルを含む。
【００１３】スモールベクトル部１３は、充電及び放電
されるコンデンサー１、２により、上部小さいベクトル
部と下部小さいベクトル部とから構成される。上部小さ
いベクトル部は、一対のコンデンサーの中で中性点３の
上部に位置したコンデンサー１の電圧を出力することで
(1、0、0)、 (1、1、0)、 (0、1、0)、 (0、1、1)、
(0、0、1)、(1、0、1)のベクトルを有する。下部小さい
ベクトル部は、中性点３の下部に位置したコンデンサー
２の電圧を出力することであり、(0、0、-1)、（-1、
0、-1）、(-1、0、0)、(-1、-1、0)、(0、-1、0)、(0、
-1、-1)のベクトルを有する。ミドルベクトル部１５は
(1、0、-1)、 (0、1、-1)、 (-1、1、0)、 (-1、0、
1)、 (0、-1、1)、(1、-1、0)のベクトルを有し、ラー
ジベクトル部１７は(1,1,-1)、(-1,1,-1)、(-1,1,1)、
(-1,-1,1)、(1,-1,1)、(1,-1,-1)のベクトルを有する。
されるコンデンサー１、２により、上部小さいベクトル
部と下部小さいベクトル部とから構成される。上部小さ
いベクトル部は、一対のコンデンサーの中で中性点３の
上部に位置したコンデンサー１の電圧を出力することで
(1、0、0)、 (1、1、0)、 (0、1、0)、 (0、1、1)、
(0、0、1)、(1、0、1)のベクトルを有する。下部小さい
ベクトル部は、中性点３の下部に位置したコンデンサー
２の電圧を出力することであり、(0、0、-1)、（-1、
0、-1）、(-1、0、0)、(-1、-1、0)、(0、-1、0)、(0、
-1、-1)のベクトルを有する。ミドルベクトル部１５は
(1、0、-1)、 (0、1、-1)、 (-1、1、0)、 (-1、0、
1)、 (0、-1、1)、(1、-1、0)のベクトルを有し、ラー
ジベクトル部１７は(1,1,-1)、(-1,1,-1)、(-1,1,1)、
(-1,-1,1)、(1,-1,1)、(1,-1,-1)のベクトルを有する。
【００１４】図３は本発明による３レベルインバータで
有効なオフセット電圧の状態を示した表示図であり、図
４は本発明による制御フローチャートである。これら図
面に示すように、３レベルインバータでは設定された制
御周期内で二つから五つまでの有効オフセット電圧を求
めることができる（ステップ１）。本発明による実施形
態を示した図３には五つの有効オフセット電圧(Vsn1、
Vsn2、 Vsn3、 Vsn4、Vsn5)が示されている。
有効なオフセット電圧の状態を示した表示図であり、図
４は本発明による制御フローチャートである。これら図
面に示すように、３レベルインバータでは設定された制
御周期内で二つから五つまでの有効オフセット電圧を求
めることができる（ステップ１）。本発明による実施形
態を示した図３には五つの有効オフセット電圧(Vsn1、
Vsn2、 Vsn3、 Vsn4、Vsn5)が示されている。
【００１５】各有効オフセット電圧で相電圧を調節する
ことにより得た極電圧が,+Vdc、0、-Vdcの中でいずれか
一つの電位に固定される相ではスイッチングが行わず、
残りの二つの相だけでスイッチング損失が発生する。３
レベルインバータでは、極電圧と相電流の極性関係によ
って夫々異なるスイッチング損失特性が存在する。即
ち、極電圧と相電流の極性が同じ場合には、一つの制御
周期内でスイッチング素子一つとダイオード一つでスイ
ッチングが発生するが、極性が異なる場合には、スイッ
チング素子一つとダイオード三つでスイッチングが発生
する。
ことにより得た極電圧が,+Vdc、0、-Vdcの中でいずれか
一つの電位に固定される相ではスイッチングが行わず、
残りの二つの相だけでスイッチング損失が発生する。３
レベルインバータでは、極電圧と相電流の極性関係によ
って夫々異なるスイッチング損失特性が存在する。即
ち、極電圧と相電流の極性が同じ場合には、一つの制御
周期内でスイッチング素子一つとダイオード一つでスイ
ッチングが発生するが、極性が異なる場合には、スイッ
チング素子一つとダイオード三つでスイッチングが発生
する。
【００１６】このようなスイッチング損失特性を考慮し
て、夫々のオフセット電圧が印加される場合、発生する
スイッチ部のスイッチング損失を算出する（ステップ
２）。また、３レベルインバータでは中性点３に流れる
電流によって直流端の電圧が変わるので各オフセット電
圧が印加されると設定された制御周期内で中性点３に流
れる電流を算出する（ステップ３）。スイッチ部で算出
されたスイッチング損失及び中性点３に流れる電流に基
づいて、各有効オフセット電圧により算出されたスイッ
チング損失及び中性点３に流れる電流を正規化する（ス
テップ４）。
て、夫々のオフセット電圧が印加される場合、発生する
スイッチ部のスイッチング損失を算出する（ステップ
２）。また、３レベルインバータでは中性点３に流れる
電流によって直流端の電圧が変わるので各オフセット電
圧が印加されると設定された制御周期内で中性点３に流
れる電流を算出する（ステップ３）。スイッチ部で算出
されたスイッチング損失及び中性点３に流れる電流に基
づいて、各有効オフセット電圧により算出されたスイッ
チング損失及び中性点３に流れる電流を正規化する（ス
テップ４）。
【００１７】ここで、スイッチング損失を正規化するこ
とは、スイッチング損失の中で、最大スイッチング損失
と最小スイッチング損失との差である第１差を求め、最
大スイッチング損失と各スイッチング損失との差である
第２差を求めてから、夫々の第２差を第１差で割ること
により求めることができる。（式（１）参照）
とは、スイッチング損失の中で、最大スイッチング損失
と最小スイッチング損失との差である第１差を求め、最
大スイッチング損失と各スイッチング損失との差である
第２差を求めてから、夫々の第２差を第１差で割ること
により求めることができる。（式（１）参照）
【数１】
【００１８】式（１）は、各有効オフセット電圧に対し
て正規化された値が大きければ大きいほどスイッチング
損失が小さいというのを意味する。中性点に流れる電流
の正規化は、中性点に流れる電流の指令値と直流端の不
均衡を解消するための、最大電流大きさと最小電流大き
さとの差である第３差を求め、最大電流大きさと各電流
大きさとの差である第４差を求めた後、第４差を第３差
で割ることによって求めることができる。（式（２）参
照）
て正規化された値が大きければ大きいほどスイッチング
損失が小さいというのを意味する。中性点に流れる電流
の正規化は、中性点に流れる電流の指令値と直流端の不
均衡を解消するための、最大電流大きさと最小電流大き
さとの差である第３差を求め、最大電流大きさと各電流
大きさとの差である第４差を求めた後、第４差を第３差
で割ることによって求めることができる。（式（２）参
照）
【数２】
【００１９】式（２） で、▽Ｉnp1〜5は、ステッ
プ３で求めた中性点電流と直流端の不均衡の解消のため
の中性点電流の指令値と、の差を意味する。 各有効オ
フセット電圧に対して正規化された値が大きければ大き
いほど不均衡が減少されることを意味する。ステップ４
で算出された正規化値に所定の加重値を加えて最終結果
が最大であるオフセット電圧を選択する（ステップ
５）。各有効オフセット電圧に対してスイッチングエネ
ルギー損失を正規化した値が大きければ大きいほどスイ
ッチング損失が小さいということを意味し、中性点３に
流れる電流を正規化した値が大きければ大きいほど直流
端の両端のコンデンサー１、２の不均衡が減少すること
を意味する。二つの正規化された値の中でいずれかの値
に加重値を加えるかに従って、インバータのスイッチン
グ損失及び直流端の均衡の関係を調節することができ
る。従って、適切な加重値を設定した後、前述の如く適
切なオフセット電圧を選択することによって直流端の電
圧の均衡を維持しながらインバータのスイッチング損失
を減らすことができる。
プ３で求めた中性点電流と直流端の不均衡の解消のため
の中性点電流の指令値と、の差を意味する。 各有効オ
フセット電圧に対して正規化された値が大きければ大き
いほど不均衡が減少されることを意味する。ステップ４
で算出された正規化値に所定の加重値を加えて最終結果
が最大であるオフセット電圧を選択する（ステップ
５）。各有効オフセット電圧に対してスイッチングエネ
ルギー損失を正規化した値が大きければ大きいほどスイ
ッチング損失が小さいということを意味し、中性点３に
流れる電流を正規化した値が大きければ大きいほど直流
端の両端のコンデンサー１、２の不均衡が減少すること
を意味する。二つの正規化された値の中でいずれかの値
に加重値を加えるかに従って、インバータのスイッチン
グ損失及び直流端の均衡の関係を調節することができ
る。従って、適切な加重値を設定した後、前述の如く適
切なオフセット電圧を選択することによって直流端の電
圧の均衡を維持しながらインバータのスイッチング損失
を減らすことができる。
【００２０】本発明による３レベルインバータの電圧変
調方法は、インバータの損失を減らすために、ソフトウ
ェア的な方法を利用するので、容量に関わらず適用する
ことができ、別途のハードウェアが要らないので、既存
の製品にも簡単に具現することができるので、CPUに負
担を与えない。又、スイッチング損失を減らすことによ
り、放熱設計、インバータの小型化及び軽量化を容易に
実現することができる。このような３レベルインバータ
の構造を有する集積化された電力半導体が開発される
と、本発明の方法が広く適用されることができ、電動機
の制御に適用される可能性が高い。
調方法は、インバータの損失を減らすために、ソフトウ
ェア的な方法を利用するので、容量に関わらず適用する
ことができ、別途のハードウェアが要らないので、既存
の製品にも簡単に具現することができるので、CPUに負
担を与えない。又、スイッチング損失を減らすことによ
り、放熱設計、インバータの小型化及び軽量化を容易に
実現することができる。このような３レベルインバータ
の構造を有する集積化された電力半導体が開発される
と、本発明の方法が広く適用されることができ、電動機
の制御に適用される可能性が高い。
【００２１】以上の如く、有効オフセット電圧を求め、
各有効オフセット電圧に対するスイッチングエネルギー
の損失と各有効オフセット電圧に対する制御周期内で中
性点に流れる電流を計算する。これらスイッチングエネ
ルギー損失と中性点電流を正規化した後、正規したスイ
ッチングエネルギー損失と中性点電流の中でいずれかに
さらに比重を置くかに従って、加重値を設定して適切な
オフセット電圧を選択することにより、スイッチングエ
ネルギーの損失を減らし、直流端の電圧の不均衡を最小
化することができる。
各有効オフセット電圧に対するスイッチングエネルギー
の損失と各有効オフセット電圧に対する制御周期内で中
性点に流れる電流を計算する。これらスイッチングエネ
ルギー損失と中性点電流を正規化した後、正規したスイ
ッチングエネルギー損失と中性点電流の中でいずれかに
さらに比重を置くかに従って、加重値を設定して適切な
オフセット電圧を選択することにより、スイッチングエ
ネルギーの損失を減らし、直流端の電圧の不均衡を最小
化することができる。
【００２２】
【発明の効果】前述したように、本発明によると、イン
バータのスイッチング損失を減らし、直流端の電圧の均
衡を維持することができる電圧変調方法が提供される。
又、本発明の電圧変調方法によると、３レベルインバー
タの構造を中/小容量にも広範に設置することができ
る。
バータのスイッチング損失を減らし、直流端の電圧の均
衡を維持することができる電圧変調方法が提供される。
又、本発明の電圧変調方法によると、３レベルインバー
タの構造を中/小容量にも広範に設置することができ
る。
【図１】 本発明による回路の概略構成図である。
【図２】 本発明による３レベルインバータの出力ベク
トル図である。
トル図である。
【図３】 本発明による３レベルインバータで有効なオ
フセット電圧の状態を示した表示図である。
フセット電圧の状態を示した表示図である。
【図４】 本発明による制御フローチャートである。
１，２…コンデンサー ３…中性点 ５…トランジスター ７…ダイオード ９…クランピングダイオード １１…ゼロベクトル部 １３…スモールベクトル部 １５…ミドルベクトル部 １７…ラージベクトル部
Claims (3)
- 【請求項１】 中性点を有し、直列に連結された一対の
コンデンサーと、複数のスイッチ部を有する３レベルイ
ンバータの電圧変調方法において、 前記インバータの設定制御周期内で有効なオフセット電
圧を求める段階と；前記インバータに印加された前記各
オフセット電圧による前記スイッチ部のスイッチング損
失を算出する段階と；前記オフセット電圧が印加された
時、前記制御周期内で前記中性点に流れる電流を算出す
る段階と；前記算出されたスイッチング損失と前記中性
点に流れる電流を正規化する段階と；前記正規化された
スイッチング損失と中性点に流れる電流との中で少なく
ともいずれか一つに所定の加重値を加えて、前記正規化
されたスイッチング損失と前記中性点に流れる電流との
和が最大となる前記オフセット電圧を選択する段階と；
を含むことを特徴とする電圧変調方法。 - 【請求項２】 前記スイッチング損失を計算する段階
は、 前記スイッチング損失の中で最大スイッチング損失と最
小スイッチング損失との差である第１差を求める段階
と；前記最大スイッチング損失と各スイッチング損失と
の差である第２差を求める段階と；前記各第２差を前記
第１差で割る段階と；をさらに含むことを特徴とする請
求項１に記載の電圧変調方法。 - 【請求項３】 前記中性点に流れる電流を計算する段階
は、 前記電流の中で最大電流大きさと最小電流大きさとの差
である第３差を求める段階と；前記最大電流大きさと、
各電流大きさとの差である第４差を求める段階と；前記
第４差を前記第３差で割る段階と；を含むことを特徴と
する請求項１に記載の電圧変調方法。
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| KR200055974 | 2000-09-23 |
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|---|---|
| JP2002119067A true JP2002119067A (ja) | 2002-04-19 |
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| JP2017099253A (ja) * | 2015-11-17 | 2017-06-01 | 台達電子企業管理（上海）有限公司 | 変調波制御方法及び三相３線式３レベル回路 |
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| US8471514B2 (en) | 2010-09-30 | 2013-06-25 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Adaptive harmonic reduction apparatus and methods |
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| US8730691B2 (en) | 2011-05-11 | 2014-05-20 | Eaton Corporation | Power conversion apparatus and methods employing variable-level inverters |
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| CN103457583B (zh) * | 2013-09-05 | 2016-08-17 | 上海大学 | 归一化脉宽调制波形发生器 |
| CN103580520B (zh) * | 2013-11-05 | 2015-12-09 | 浙江大学 | 一种逆变器的调制装置及方法 |
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| KR102009509B1 (ko) | 2015-04-14 | 2019-08-13 | 엘에스산전 주식회사 | 3상 인버터의 옵셋 전압 생성 장치 및 방법 |
| KR102009512B1 (ko) | 2015-04-14 | 2019-08-13 | 엘에스산전 주식회사 | 3상 인버터의 옵셋 전압 생성 장치 및 방법 |
| US9840968B2 (en) | 2015-09-16 | 2017-12-12 | Hamilton Sundstrand Corporation | Topologies and methods for turbine engine start inverters |
| CN105305863B (zh) * | 2015-10-10 | 2017-09-19 | 天津大学 | 一种三电平npc逆变器中点电位平衡控制方法 |
| CN106981976B (zh) * | 2017-03-24 | 2019-08-20 | 江苏固德威电源科技股份有限公司 | T型三电平三相逆变器抑制中线共模电流的方法 |
| GB2620578A (en) * | 2022-07-11 | 2024-01-17 | Yasa Ltd | A voltage converter and method of converting voltage |
| CN115411942A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-11-29 | 中车大连电力牵引研发中心有限公司 | 一种三电平双向dcdc变流器中点电压平衡控制改进方法 |
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| JP2888104B2 (ja) | 1993-09-01 | 1999-05-10 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
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| DE19829856A1 (de) * | 1998-07-02 | 2000-01-05 | Abb Research Ltd | Dreipunkt-Stromrichter und Verfahren zum Betrieb |
| SE512795C2 (sv) * | 1998-09-18 | 2000-05-15 | Abb Ab | VSC-strömriktare |
-
2000
- 2000-09-23 KR KR10-2000-0055974A patent/KR100387758B1/ko active IP Right Grant
- 2000-11-29 US US09/725,096 patent/US6333569B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-25 JP JP2000393616A patent/JP3645179B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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