JP2510618B2 - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JP2510618B2 JP2510618B2 JP62229580A JP22958087A JP2510618B2 JP 2510618 B2 JP2510618 B2 JP 2510618B2 JP 62229580 A JP62229580 A JP 62229580A JP 22958087 A JP22958087 A JP 22958087A JP 2510618 B2 JP2510618 B2 JP 2510618B2
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- voltage
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、交流電源を整流回路と平滑回路とによつて
直流に変換する電源回路に係り、特に電源電流の高調波
抑制に好適な電源装置に関する。
直流に変換する電源回路に係り、特に電源電流の高調波
抑制に好適な電源装置に関する。
従来、交流電源を整流して直流電源に変換する整流回
路であつて電源電流の高調波を抑制する回路を備えたも
のとして特開昭59−198873号公報に記載のものがある。
そして、この公報には整流回路の出力端にスイツチング
素子を接続し、直流出力電圧と設定電圧との差に交流電
源の電圧信号を乗算した同期誤差信号と電流波形とを比
較し、その差の極性に応じて上記のスイツチング素子を
オンオフさせるようになつている。
路であつて電源電流の高調波を抑制する回路を備えたも
のとして特開昭59−198873号公報に記載のものがある。
そして、この公報には整流回路の出力端にスイツチング
素子を接続し、直流出力電圧と設定電圧との差に交流電
源の電圧信号を乗算した同期誤差信号と電流波形とを比
較し、その差の極性に応じて上記のスイツチング素子を
オンオフさせるようになつている。
上記従来技術は、力率改善のための交流電流指令波形
を交流電圧波形により作成していた。そのため交流電圧
に電圧変動やノイズが生じた場合には、上記電流指令波
形にその影響が直接現れるため、信頼性の点で問題があ
つた。
を交流電圧波形により作成していた。そのため交流電圧
に電圧変動やノイズが生じた場合には、上記電流指令波
形にその影響が直接現れるため、信頼性の点で問題があ
つた。
更に、交流電圧波形を検出するための装置が必要とな
り、回路が複雑化、また大形化する問題があつた。
り、回路が複雑化、また大形化する問題があつた。
本発明の目的は、上記従来技術のもつ欠点を無くし、
交流電流指令波形を使用せずに、力率改善を行うと同時
に直流電圧のリツプルを抑える電源装置を提供すること
にある。
交流電流指令波形を使用せずに、力率改善を行うと同時
に直流電圧のリツプルを抑える電源装置を提供すること
にある。
上記目的は、交流電源を直流に交換する整流回路及び
平滑回路と、スイツチング素子によるスイツチング動作
とインダクタンスによるエネルギー蓄積効果を利用して
力率を改善する力率改善回路より成る電源装置におい
て、電源電流を検出し増幅する電源電流検出増幅回路、
直流出力電圧のリツプル分を検出し増幅する直流電圧リ
ツプル検出増幅回路、及びスイツチング素子の通流比に
かかわる通流比指令値を作成する通流率指定作成手段と
を備え、前記電源電流検出増幅回路、及び前記直流電圧
リツプル検出増幅回路は、最大通流率比を与える通流比
指令値に対して正規化された値を出力し、前記通流率指
令作成手段において、前記最大通流率比を与える通流比
指令値より、前記電源電圧検出増幅回路の出力が正の時
はその出力を減算し、又この出力が負の時はその出力を
加算し、前記直流電圧リツプル検出増幅回路のリツプル
成分出力が前記リツプル分と同符号の場合はその出力を
加算し、又前記リツプル分と逆符号の場合はその出力を
減算することにより通流比指令値を作成し、この通流比
指令値により前記スイツチング素子を動作させることに
より達成される。
平滑回路と、スイツチング素子によるスイツチング動作
とインダクタンスによるエネルギー蓄積効果を利用して
力率を改善する力率改善回路より成る電源装置におい
て、電源電流を検出し増幅する電源電流検出増幅回路、
直流出力電圧のリツプル分を検出し増幅する直流電圧リ
ツプル検出増幅回路、及びスイツチング素子の通流比に
かかわる通流比指令値を作成する通流率指定作成手段と
を備え、前記電源電流検出増幅回路、及び前記直流電圧
リツプル検出増幅回路は、最大通流率比を与える通流比
指令値に対して正規化された値を出力し、前記通流率指
令作成手段において、前記最大通流率比を与える通流比
指令値より、前記電源電圧検出増幅回路の出力が正の時
はその出力を減算し、又この出力が負の時はその出力を
加算し、前記直流電圧リツプル検出増幅回路のリツプル
成分出力が前記リツプル分と同符号の場合はその出力を
加算し、又前記リツプル分と逆符号の場合はその出力を
減算することにより通流比指令値を作成し、この通流比
指令値により前記スイツチング素子を動作させることに
より達成される。
検出電源電流Is,比例係数K,定数Ｃを使つて通流比Ｘ
を次式で作成する。
を次式で作成する。
Ｘ＝Ｃ−KIs …（１） また、Isの式は、 で表わせる。（１）式を（２）式に代入し、Vs＝Vmsin
ω tとして整理すると、 となる、ここで、I0＝Isの初期値、α＝Ｋ・Ed/Lであ
る。
ω tとして整理すると、 となる、ここで、I0＝Isの初期値、α＝Ｋ・Ed/Lであ
る。
そこで、αが充分大きいという条件を入れて、α＞＞
ω及びｅ−dt０として整理すると、 となる。ここで、K,Edが一定と考えると、電源電流は電
源電圧と同期した正弦波波形となり、力率を１に制御す
ることができる。
ω及びｅ−dt０として整理すると、 となる。ここで、K,Edが一定と考えると、電源電流は電
源電圧と同期した正弦波波形となり、力率を１に制御す
ることができる。
しかし、実際には直流出力電圧Edにはリツプル成分が
あり、一定電圧ではない。そのため、電源電流が変動
し、きれいな正弦波波形とならず、力率が悪くなる。
あり、一定電圧ではない。そのため、電源電流が変動
し、きれいな正弦波波形とならず、力率が悪くなる。
（４）式で、直流出力電圧Edが大きくなると、電源電
圧Isは小さくなり、また逆に、直流出力電圧Edが小さく
なると、電源電流Isは大きくなる方向に変化する。
圧Isは小さくなり、また逆に、直流出力電圧Edが小さく
なると、電源電流Isは大きくなる方向に変化する。
すなわち、（１）式に示すとおり、直流出力電圧Edが
リツプル分ΔEdにより、電源電流Isが変動し、通率比ｘ
が変動する。そこで、通流比ｘの変動を直流出力電圧Ed
のリツプル分ΔEdで抑制できるように次式の通りとす
る。
リツプル分ΔEdにより、電源電流Isが変動し、通率比ｘ
が変動する。そこで、通流比ｘの変動を直流出力電圧Ed
のリツプル分ΔEdで抑制できるように次式の通りとす
る。
ｘ＝Ｃ−K1Is＋K2ΔEd …（５） これにより、直流電圧のリツプル成分により力率の低
下を防止でき、直流出力電圧のリツプル成分をなくすこ
とができる。
下を防止でき、直流出力電圧のリツプル成分をなくすこ
とができる。
以上の原理を第４図を使つて具体的に以下説明する。
第４図は、電源電圧，電源電流，トランジスタの通流
比、及び直流出力電圧リツプル分の波形を示す。トラン
ジスタのスイツチング動作を行なわせないと、電源電流
波形は、（ｂ）図の実線に示すようにコンデンサへの充
電期間のみ流れ、高調波成分を多く含んだ波形となる。
この電源電流を正弦波状に制御するためには、電源電圧
の低い領域では通流比を大きくして電流を流し、電源電
圧の高い領域では、通流比を小さくして電流を押える必
要がある。そこで、通流比指令値を、最大通流比、例え
ば１を与える通流比指令値より、電源電流検出増幅回路
出力が正の時はその出力を差し引き、又この出力が負の
時はその出力を加えた値とすれば、通流引指令値は、
（ｃ）図に示す波形となり、電源電流が大となる領域す
なわち電源電圧が高い領域では、通率比が小さくなり、
電源電圧が小となる領域すなわち電源電圧の低い領域で
は、通率比が大きくなり、電源電流は、（ｂ）図破線で
示したように、正弦波状となり、高調波成分を低下さ
せ、力率の改善ができる。
比、及び直流出力電圧リツプル分の波形を示す。トラン
ジスタのスイツチング動作を行なわせないと、電源電流
波形は、（ｂ）図の実線に示すようにコンデンサへの充
電期間のみ流れ、高調波成分を多く含んだ波形となる。
この電源電流を正弦波状に制御するためには、電源電圧
の低い領域では通流比を大きくして電流を流し、電源電
圧の高い領域では、通流比を小さくして電流を押える必
要がある。そこで、通流比指令値を、最大通流比、例え
ば１を与える通流比指令値より、電源電流検出増幅回路
出力が正の時はその出力を差し引き、又この出力が負の
時はその出力を加えた値とすれば、通流引指令値は、
（ｃ）図に示す波形となり、電源電流が大となる領域す
なわち電源電圧が高い領域では、通率比が小さくなり、
電源電圧が小となる領域すなわち電源電圧の低い領域で
は、通率比が大きくなり、電源電流は、（ｂ）図破線で
示したように、正弦波状となり、高調波成分を低下さ
せ、力率の改善ができる。
しかし、直流出力電圧にリツプル成分がある場合、そ
のリツプル成分により電源電流が前記（４）式で示すと
おり、直流電圧が大きくなると、電源電流は小さくな
り、また逆に、直流電圧が小さくなると電源電圧は大き
くなる方向に変動する。電源電流が、直流出力電圧リツ
プル成分により（ｅ）図実線で示すように変動するた
め、通流比指令も変動し、（ｆ）図実線に示すような、
直流出力電圧リツプル成分を含んだ波形となり、電源電
流が正弦波状に正しく制御できなくなり、力率が悪くな
る。
のリツプル成分により電源電流が前記（４）式で示すと
おり、直流電圧が大きくなると、電源電流は小さくな
り、また逆に、直流電圧が小さくなると電源電圧は大き
くなる方向に変動する。電源電流が、直流出力電圧リツ
プル成分により（ｅ）図実線で示すように変動するた
め、通流比指令も変動し、（ｆ）図実線に示すような、
直流出力電圧リツプル成分を含んだ波形となり、電源電
流が正弦波状に正しく制御できなくなり、力率が悪くな
る。
そこで、通流比指定値を、最大通流比、例えば１を与
える通流比指令値より電源電流検出増幅回路の出力が正
の時は、その出力を差し引き、又、この出力が負の時
は、その出力を加え、直流電圧リツプル検出増幅回路の
リツプル成分出力が非反転の場合は出力を加え、又反転
の場合は出力を差し引いた値とすれば、直流出力電圧の
リツプル成分により通流比が変動するのを補正でき
（ｅ）図破線に示したように電源電流を正弦波状に制御
できる。
える通流比指令値より電源電流検出増幅回路の出力が正
の時は、その出力を差し引き、又、この出力が負の時
は、その出力を加え、直流電圧リツプル検出増幅回路の
リツプル成分出力が非反転の場合は出力を加え、又反転
の場合は出力を差し引いた値とすれば、直流出力電圧の
リツプル成分により通流比が変動するのを補正でき
（ｅ）図破線に示したように電源電流を正弦波状に制御
できる。
すなわち、直流出力電圧がリツプルにより、大きくな
ると、電源電圧検出増幅回路出力が減少し、通率比が大
きくなろうとする。そこで、直流電圧リツプル検出増幅
回路の出力により、通率比が大きくなろうとするのを押
えることができる。また、反対に直流出力電圧がリツプ
ルにより小さくなると、電源電流検出増幅回路出力が増
加し、通率比が小さくなろうとする。そこで、直流電圧
リツプル検出増幅回路の出力により、通率比が小さくな
ろうとするのを押えることができる。よつて、通率比を
安定に制御することにより、電源電流を正弦波状に制御
でき、直流出力電圧のリツプルを押えることができる。
ると、電源電圧検出増幅回路出力が減少し、通率比が大
きくなろうとする。そこで、直流電圧リツプル検出増幅
回路の出力により、通率比が大きくなろうとするのを押
えることができる。また、反対に直流出力電圧がリツプ
ルにより小さくなると、電源電流検出増幅回路出力が増
加し、通率比が小さくなろうとする。そこで、直流電圧
リツプル検出増幅回路の出力により、通率比が小さくな
ろうとするのを押えることができる。よつて、通率比を
安定に制御することにより、電源電流を正弦波状に制御
でき、直流出力電圧のリツプルを押えることができる。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明
する。
する。
第１図は、本発明の一実施例に係わる電源装置の構成
を示したものである。交流電源１は、リアクトル2,整流
回路3,トランジスタ4,コンデンサ５を介して直流出力電
圧Edに変換され、負荷６に電力を供給する。
を示したものである。交流電源１は、リアクトル2,整流
回路3,トランジスタ4,コンデンサ５を介して直流出力電
圧Edに変換され、負荷６に電力を供給する。
直流出力電圧Edを制御する制御回路は、電源電流を検
出増幅する電源電流検出増幅回路７、直流出力電圧のリ
ツプル分を検出増幅する直流電圧リツプル検出増幅回路
17、前記電源電流検出増幅回路７の出力及び、直流電圧
リツプル検出増幅回路17の出力より通流比指令値９を作
成する通流率指令作成手段８、前記通流比指令値９と三
角波発振器10の出力である三角波を比較して前記トラン
ジスタ４に対するチヨツパ信号を作成するコンパレータ
11、前記トランジスタ４に対するチヨツパ用ドライバ1
2、直流出力電圧Edを検出する直流電圧検出器13、及び
直流電圧検出信号14と直流電圧指令15から比例ゲインＫ
を計算するマイクロコンピユータ16から構成される。
出増幅する電源電流検出増幅回路７、直流出力電圧のリ
ツプル分を検出増幅する直流電圧リツプル検出増幅回路
17、前記電源電流検出増幅回路７の出力及び、直流電圧
リツプル検出増幅回路17の出力より通流比指令値９を作
成する通流率指令作成手段８、前記通流比指令値９と三
角波発振器10の出力である三角波を比較して前記トラン
ジスタ４に対するチヨツパ信号を作成するコンパレータ
11、前記トランジスタ４に対するチヨツパ用ドライバ1
2、直流出力電圧Edを検出する直流電圧検出器13、及び
直流電圧検出信号14と直流電圧指令15から比例ゲインＫ
を計算するマイクロコンピユータ16から構成される。
前記電源電流検出増幅回路７は、電源電流を検出する
検出抵抗７−１、その出力を一定倍に増幅する電源電流
増幅器７−２、その出力とデジタル入力である比例ゲイ
ンＫとを乗算して出力する乗算付D/Aコンバータ７−３
から構成される。
検出抵抗７−１、その出力を一定倍に増幅する電源電流
増幅器７−２、その出力とデジタル入力である比例ゲイ
ンＫとを乗算して出力する乗算付D/Aコンバータ７−３
から構成される。
前記直流電圧リツプル検出増幅回路17は、直流出力電
圧Edのリツプル成分を取り除き直流出力電圧Edの平均値
を出力するローパスフイルタ17−１、その出力と直流出
力電圧Edとを比較し、リツプル成分のみを検出し、一定
倍に増幅するリツプル検出増幅器17−２から構成され
る。
圧Edのリツプル成分を取り除き直流出力電圧Edの平均値
を出力するローパスフイルタ17−１、その出力と直流出
力電圧Edとを比較し、リツプル成分のみを検出し、一定
倍に増幅するリツプル検出増幅器17−２から構成され
る。
前記通流率指令作成手段８は、基準電圧発生回路８−
１、及びその出力Vcから前記電源電流検出増幅回路７の
出力が正の時は、その出力を減算し、又、この出力が負
の時は、その出力を加算し、前記直流電圧リツプル検出
増幅回路のリツプル成分出力がリップル成分と同符号で
ある場合は出力を加算し、又リップル成分と逆符号であ
る場合は出力を減算し、通流比指令値９を作成する演算
増幅器８−２から構成される。ここで、前記基準電圧発
生回路８−１の出力Vcは、前記三角波発振器10の最大値
付近の値と等しくなるように選択するものとしている。
１、及びその出力Vcから前記電源電流検出増幅回路７の
出力が正の時は、その出力を減算し、又、この出力が負
の時は、その出力を加算し、前記直流電圧リツプル検出
増幅回路のリツプル成分出力がリップル成分と同符号で
ある場合は出力を加算し、又リップル成分と逆符号であ
る場合は出力を減算し、通流比指令値９を作成する演算
増幅器８−２から構成される。ここで、前記基準電圧発
生回路８−１の出力Vcは、前記三角波発振器10の最大値
付近の値と等しくなるように選択するものとしている。
この制御回路において、検出抵抗７−１の抵抗値をR,
電源電流増幅器７−２の増幅率をK1,電源電流の大きさ
をIs,直流電圧リツプル分をΔEd,リツプル検出増幅器17
−２の増幅率をK2,通流比指令値９をVxとすると、 VX＝VC−KK1RIs＋K2ΔEd …（５） となる。このとき、基準電圧発生回路８−１の出力VCを
三角波発振器10の出力の最大値VHと等しい値に選ぶと、
通流比ｘは となり、前述した理由により電源電流は正弦波波形とな
り、力率をほぼ１に制御することができ、更に比例ゲイ
ンＫを変えることにより通流比ｘが変わる。ここで、D/
Aコンバータ７−３の出力KK1RIS及びリップル検出増幅
器17−２の出力K2ΔEdは、最大通流率比を与える通流比
指定値VHに対して正規化されている。
電源電流増幅器７−２の増幅率をK1,電源電流の大きさ
をIs,直流電圧リツプル分をΔEd,リツプル検出増幅器17
−２の増幅率をK2,通流比指令値９をVxとすると、 VX＝VC−KK1RIs＋K2ΔEd …（５） となる。このとき、基準電圧発生回路８−１の出力VCを
三角波発振器10の出力の最大値VHと等しい値に選ぶと、
通流比ｘは となり、前述した理由により電源電流は正弦波波形とな
り、力率をほぼ１に制御することができ、更に比例ゲイ
ンＫを変えることにより通流比ｘが変わる。ここで、D/
Aコンバータ７−３の出力KK1RIS及びリップル検出増幅
器17−２の出力K2ΔEdは、最大通流率比を与える通流比
指定値VHに対して正規化されている。
前記マイクロコンピユータ16は直流出力電圧Edを制御
するのに必要な各種プログラム、例えば直流電圧検出信
号14、及び直流電圧指令15の取り込み、比例ゲインＫの
計算、比例ゲインＫの乗算付D/Aコンバータ７−３への
出力などの処理が実行されるものとしている。
するのに必要な各種プログラム、例えば直流電圧検出信
号14、及び直流電圧指令15の取り込み、比例ゲインＫの
計算、比例ゲインＫの乗算付D/Aコンバータ７−３への
出力などの処理が実行されるものとしている。
本発明の一実施例構成の電源装置において、直流出力
電圧Edの制御法について以下説明する。
電圧Edの制御法について以下説明する。
直流電圧検出信号14と直流電圧指令15の差を計算し、
直流電圧検出信号14の方が大きい場合には比例ゲインＫ
を増加させ、直流電圧指令15の方が大きい場合には比例
ゲインＫを減少させればよい。例えば直流電圧検出信号
14の方が大きい場合には比例ゲインＫが増加し、通流比
指令値９が減少する。そのため入力電流が減少し、入力
電力が減少する。これにより直流電力側に送られる電力
も減少し、直流出力電圧Edを低下する。そして直流電圧
検出信号14と直流電圧指令15の偏差が０となるまで以上
の動作が繰り返され、直流電圧Edを制御することができ
る。
直流電圧検出信号14の方が大きい場合には比例ゲインＫ
を増加させ、直流電圧指令15の方が大きい場合には比例
ゲインＫを減少させればよい。例えば直流電圧検出信号
14の方が大きい場合には比例ゲインＫが増加し、通流比
指令値９が減少する。そのため入力電流が減少し、入力
電力が減少する。これにより直流電力側に送られる電力
も減少し、直流出力電圧Edを低下する。そして直流電圧
検出信号14と直流電圧指令15の偏差が０となるまで以上
の動作が繰り返され、直流電圧Edを制御することができ
る。
第２図はこの考えに基づいてマイクロコンピユータ16
において実行される直流電圧制御処理の内容を示したも
ので、乗算付D/Aコンバータ７−３への出力である比例
ゲインＫの作成手順を表わしている。処理Ｉにおいてマ
イクロコンピユータに直流電圧指令Ed ＊、及び直流電圧
検出信号Ed′を取り込む。処理IIにおいて前記直流電圧
指令Ed ＊と直流電圧検出信号Ed′との偏差電圧eEd＝Ed
＊−Ed′より比例項Ｐと積分項Ｉを作成し、その和の逆
数として比例ゲインＫを得る。ここに比例項Ｐは比例ゲ
インKPと偏差電圧eEdの積として、また積分項Ｉは積分
ゲインKIと偏差電圧eEdとの積をその時点における積分
項に加えて作成する。処理IIIにおいて前記比例ゲイン
Ｋを乗算付D/Aコンバータ７−３へ出力する。
において実行される直流電圧制御処理の内容を示したも
ので、乗算付D/Aコンバータ７−３への出力である比例
ゲインＫの作成手順を表わしている。処理Ｉにおいてマ
イクロコンピユータに直流電圧指令Ed ＊、及び直流電圧
検出信号Ed′を取り込む。処理IIにおいて前記直流電圧
指令Ed ＊と直流電圧検出信号Ed′との偏差電圧eEd＝Ed
＊−Ed′より比例項Ｐと積分項Ｉを作成し、その和の逆
数として比例ゲインＫを得る。ここに比例項Ｐは比例ゲ
インKPと偏差電圧eEdの積として、また積分項Ｉは積分
ゲインKIと偏差電圧eEdとの積をその時点における積分
項に加えて作成する。処理IIIにおいて前記比例ゲイン
Ｋを乗算付D/Aコンバータ７−３へ出力する。
以上の直流電圧制御処理をくり返し実行することによ
り、直流出力電圧Edの制御が行える。
り、直流出力電圧Edの制御が行える。
第３図は他の実施例に係るもので、マイクロコンピユ
ータ16において実行される直流電圧制御処理の内容を示
したものである。回路構成は第１図の実施例と同様であ
る。第２図の実施例と異るのは比例ゲインＫの作成方法
のみであり、比例項Ｐと積分項Ｉの和を１から引いた値
として比例ゲインＫを得る。このため割算計算が不要と
なり、計算の簡単化が行える。
ータ16において実行される直流電圧制御処理の内容を示
したものである。回路構成は第１図の実施例と同様であ
る。第２図の実施例と異るのは比例ゲインＫの作成方法
のみであり、比例項Ｐと積分項Ｉの和を１から引いた値
として比例ゲインＫを得る。このため割算計算が不要と
なり、計算の簡単化が行える。
第５図は、他の実施例に係るもので、ブラシレス直流
モータの速度制御に適用したものである。
モータの速度制御に適用したものである。
交流電源１はリアクトル2,整流回路3,トランジスタ4,
コンデンサ５を介して直流電圧Edに変換され、インバー
タ18に直流電力を供給し、同期モータ19を駆動する。
コンデンサ５を介して直流電圧Edに変換され、インバー
タ18に直流電力を供給し、同期モータ19を駆動する。
同期モータ19の速度を制御するようにした制御回路
は、マイクロコンピユータ16,同期モータ19と磁極位置
をモータ端子電圧20から検出するための位置検出回路2
1,インバータ18を構成するトランジスタTR1〜TR6に対す
るインバータ用ドライバ22,電源電流を検出増幅する電
源電流検出増幅回路7,直流出力電圧のリツプル分を検出
増幅する直流電圧リツプル検出増幅回路17、前記電源電
流検出増幅回路７の出力及び、直流電圧リツプル検出増
幅回路17の出力より通流比指令値９を作成する通流率指
令作成手段８、前記通流比指定値９と三角波発振器10の
出力である三角波を比較して前記トランジスタ４に対す
るチヨツパ信号を作成するコンパレータ11、前記トラン
ジスタ４に対するチヨツパ用ドライバ12から構成され
る。なお、電源電流検出増幅回路7,直流電圧リツプル検
出増幅回路17、及び、通流率指令作成手段８の構成は、
第１の実施例と同様である 前記マイクロコンピユータ16は同期モータ19を駆動す
るのに必要な各種プログラム、例えば前記位置検出回路
21からの位置検出信号23及び速度指令24の取り込み、イ
ンバータ用ドライバ22へのインバータドライブ信号の出
力，比例ゲインＫの計算，比例ケインＫの乗算付D/Aコ
ンバータ７−３への出力などの処理が実行されるものと
している。
は、マイクロコンピユータ16,同期モータ19と磁極位置
をモータ端子電圧20から検出するための位置検出回路2
1,インバータ18を構成するトランジスタTR1〜TR6に対す
るインバータ用ドライバ22,電源電流を検出増幅する電
源電流検出増幅回路7,直流出力電圧のリツプル分を検出
増幅する直流電圧リツプル検出増幅回路17、前記電源電
流検出増幅回路７の出力及び、直流電圧リツプル検出増
幅回路17の出力より通流比指令値９を作成する通流率指
令作成手段８、前記通流比指定値９と三角波発振器10の
出力である三角波を比較して前記トランジスタ４に対す
るチヨツパ信号を作成するコンパレータ11、前記トラン
ジスタ４に対するチヨツパ用ドライバ12から構成され
る。なお、電源電流検出増幅回路7,直流電圧リツプル検
出増幅回路17、及び、通流率指令作成手段８の構成は、
第１の実施例と同様である 前記マイクロコンピユータ16は同期モータ19を駆動す
るのに必要な各種プログラム、例えば前記位置検出回路
21からの位置検出信号23及び速度指令24の取り込み、イ
ンバータ用ドライバ22へのインバータドライブ信号の出
力，比例ゲインＫの計算，比例ケインＫの乗算付D/Aコ
ンバータ７−３への出力などの処理が実行されるものと
している。
第６図は前記の位置検出信号23を示したもので、60゜
毎に３相の信号の状態が変化する。そして、60゜毎の時
間t1〜t6を測定し、１サイクルの時間Ｔを求めることに
より同期モータ18の速度を検出するものとしている。
毎に３相の信号の状態が変化する。そして、60゜毎の時
間t1〜t6を測定し、１サイクルの時間Ｔを求めることに
より同期モータ18の速度を検出するものとしている。
第７図はマイクロコンピユータ16において実行される
速度制御処理の内容を示したもので、乗算付D/Aコンバ
ータ７−３への出力である比例ゲインＫの作成手順を表
わしている。処理Ｉにおいてマイクロコンピユータ16の
外部から与えられた速度指令23により指令速度Ｎ＊を算
出し、処理IIにおいて前記の位置検出信号の１サイクル
の時間Ｔを求め、処理IIIにおいて１サイクルの時間Ｔ
と比例定数KNより速度Ｎを算出する。また処理IVにおい
て上記の指令速度Ｎ＊と検出速度Ｎとの偏差速度ΔＮ＝
Ｎ＊−Ｎより比例項Ｐと積分項Ｉを作成し、その和の逆
数として比例ゲインＫを得る。ここに比例項Ｐは比例ゲ
インKPと偏差速度ΔＮの積として、また積分項Ｉは比例
ゲインKIと偏差速度ΔＮとの積をその時点における積分
項に加えて作成する。処理Ｖにおいて前記比例ゲインＫ
を乗算付D/Aコンバータ７−３へ出力する。
速度制御処理の内容を示したもので、乗算付D/Aコンバ
ータ７−３への出力である比例ゲインＫの作成手順を表
わしている。処理Ｉにおいてマイクロコンピユータ16の
外部から与えられた速度指令23により指令速度Ｎ＊を算
出し、処理IIにおいて前記の位置検出信号の１サイクル
の時間Ｔを求め、処理IIIにおいて１サイクルの時間Ｔ
と比例定数KNより速度Ｎを算出する。また処理IVにおい
て上記の指令速度Ｎ＊と検出速度Ｎとの偏差速度ΔＮ＝
Ｎ＊−Ｎより比例項Ｐと積分項Ｉを作成し、その和の逆
数として比例ゲインＫを得る。ここに比例項Ｐは比例ゲ
インKPと偏差速度ΔＮの積として、また積分項Ｉは比例
ゲインKIと偏差速度ΔＮとの積をその時点における積分
項に加えて作成する。処理Ｖにおいて前記比例ゲインＫ
を乗算付D/Aコンバータ７−３へ出力する。
以上の速度制御処理をくり返し実行することにより、
比例ゲインＫは指令速度Ｎ＊と検出速度Ｎが等しくなる
まで修正が加えられ、同期モータの速度制御が行える。
比例ゲインＫは指令速度Ｎ＊と検出速度Ｎが等しくなる
まで修正が加えられ、同期モータの速度制御が行える。
なお、本実施例では偏差速度により直接比例ゲインＫ
を求めたが、最初の実施例と組み合わせて、偏差速度の
比例項と積分項の和を直流電圧指令EdN＊として、比例
ゲインＫを求めることも可能である。
を求めたが、最初の実施例と組み合わせて、偏差速度の
比例項と積分項の和を直流電圧指令EdN＊として、比例
ゲインＫを求めることも可能である。
第８図は、他の実施例に係るもので、三相交流電源25
を入力する電源装置で、単相の電源装置を３個組み合わ
せて構成する。なお、動作方法及び動作原理は単相の電
源装置と同様である。
を入力する電源装置で、単相の電源装置を３個組み合わ
せて構成する。なお、動作方法及び動作原理は単相の電
源装置と同様である。
本発明によれば、力率改善のための正弦波電流指令波
形を必要としないため、電源指令波形作成のための電源
電圧検出回路が不要となり、回路の簡略化ができる。さ
らに、電源電圧に生じた電圧変動やノイズの影響が直接
電流指令波形に及ぶことがないため、電圧変動やノイズ
に対する信頼性の向上がはかれる。また、直流出力電圧
のリツプルにより、通流比を補正しているため、直流出
力電圧のリツプルを押えると同時に力率を改善できる。
形を必要としないため、電源指令波形作成のための電源
電圧検出回路が不要となり、回路の簡略化ができる。さ
らに、電源電圧に生じた電圧変動やノイズの影響が直接
電流指令波形に及ぶことがないため、電圧変動やノイズ
に対する信頼性の向上がはかれる。また、直流出力電圧
のリツプルにより、通流比を補正しているため、直流出
力電圧のリツプルを押えると同時に力率を改善できる。
第１図は本発明の一実施例の回路構成図、第２図はマイ
クロコンピユータにおいて実行される直流電圧制御処理
のフローチヤート、第３図は他の実施例において実行さ
れるマイクロコンピユータでの直流電圧制御処理のフロ
ーチヤート、第４図は電源装置の動作説明図、第５図は
他の実例例の回路構成図、第６図は位置検出信号の出力
図、第７図は他の実施例において実行される速度制御処
理のフローチヤート、第８図は３相交流電源を入力とす
る実施例の回路構成図である。 １……交流電源、２……リアクトル、３……整流回路、
４……トランジスタ、５……コンデンサ、６……負荷、
７……電源電流検出増幅回路、８……通流率指令作成手
段、10……三角波発振器、11……コンパレータ、12……
チヨツパ用ドライバ、13……直流電圧検出器、16……マ
イクロコンピユータ、17……直流電圧リツプル検出増幅
回路、18……インバータ、19……同期モータ、21……位
置検出回路、22……インバータ用ドライバ。
クロコンピユータにおいて実行される直流電圧制御処理
のフローチヤート、第３図は他の実施例において実行さ
れるマイクロコンピユータでの直流電圧制御処理のフロ
ーチヤート、第４図は電源装置の動作説明図、第５図は
他の実例例の回路構成図、第６図は位置検出信号の出力
図、第７図は他の実施例において実行される速度制御処
理のフローチヤート、第８図は３相交流電源を入力とす
る実施例の回路構成図である。 １……交流電源、２……リアクトル、３……整流回路、
４……トランジスタ、５……コンデンサ、６……負荷、
７……電源電流検出増幅回路、８……通流率指令作成手
段、10……三角波発振器、11……コンパレータ、12……
チヨツパ用ドライバ、13……直流電圧検出器、16……マ
イクロコンピユータ、17……直流電圧リツプル検出増幅
回路、18……インバータ、19……同期モータ、21……位
置検出回路、22……インバータ用ドライバ。
フロントページの続き (72)発明者 二見 基生 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 岸 繁 栃木県下都賀郡大平町富田800番地 株 式会社日立製作所栃木工場内 (56)参考文献 特開 昭59−198873（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−65822（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−85122（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−60261（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】交流電源を直流に交換する整流回路及び平
滑回路と、スイッチング素子によるスイッチング動作と
インダクタンスによるエネルギー蓄積効果を利用して力
率を改善する力率改善回路より成る電源装置において、 電源電流を検出し増幅する電源電流検出増幅回路、直流
電圧のリップル分を検出し増幅する直流電圧リップル検
出増幅回路、及びスイッチング素子の通流比にかかわる
通流比指令値を作成する通流率指定作成手段とを備え、 前記電源電流検出増幅回路、及び前記直流電圧リップル
検出増幅回路は、最大通流率比を与える通流比指令値に
対して正規化された値を出力し、 前記通流率指令作成手段において、前記最大通流率比を
与える通流比指令値より、前記電源電流検出増幅回路の
出力が正の時はその出力を減算し、又この出力が負の時
はその出力を加算し、前記直流電圧リップル検出増幅回
路のリップル成分出力が前記リップル分と同符号の場合
はその出力を加算し、又前記リップル分と逆符号の場合
はその出力を減算することにより通流比指令値を作成
し、この通流比指令値により前記スイッチング素子を動
作させることを特徴とする電源装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、 前記最大通流率比を１としたことを特徴とする電源装
置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、 直流出力電圧と直流電圧指令との偏差を０にするように
前記電源電流検出増幅回路の増幅度を変化させて、前記
直流出力電圧を制御する直流電圧制御手段を有すること
を特徴とする電源装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項において、 前記平滑回路の出力にインバータ及び電動機を接続した
電動機速度制御装置を備え、前記電動機の速度と速度指
定との偏差が０になるように直流電圧指令を作成し、直
流出力電圧と前記直流電圧指令との偏差を０になるよう
に前記電源電流検出増幅回路の増幅度を変化させて前記
電動機の速度を制御する速度制御手段を有することを特
徴とする電源装置。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項において、 前記平滑回路の出力にインバータ及び電動機を接続した
電動機速度制御装置を備え、前記電動機の速度と速度指
令との偏差が０になるように前記電源電流検出増幅回路
の増幅度を変化させて前記電動機の速度を制御する速度
制御手段を有することを特徴とする電源装置。 - 【請求項６】特許請求の範囲第１項において、 前記直流電圧リップル検出増幅回路は、直流出力電圧の
平均値を出力するフィルタ回路と、前記フィルタ回路の
出力と前記直流出力電圧とにより、リップル成分のみを
出力する演算増幅回路とを有することを特徴とする電源
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229580A JP2510618B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 電源装置 |
| DE8888114198T DE3868803D1 (de) | 1987-09-16 | 1988-08-31 | Leistungsquelleneinrichtung. |
| EP88114198A EP0307719B1 (en) | 1987-09-16 | 1988-08-31 | Power source apparatus |
| KR1019880011983A KR920004007B1 (ko) | 1987-09-16 | 1988-09-16 | 전원장치 |
| US07/467,280 US5050057A (en) | 1987-09-16 | 1989-01-18 | Power source apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229580A JP2510618B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6473405A JPS6473405A (en) | 1989-03-17 |
| JP2510618B2 true JP2510618B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=16894408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62229580A Expired - Lifetime JP2510618B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510618B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103259420A (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | 三菱电机株式会社 | 功率模块以及空调装置 |
-
1987
- 1987-09-16 JP JP62229580A patent/JP2510618B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103259420A (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | 三菱电机株式会社 | 功率模块以及空调装置 |
| US10474178B2 (en) | 2012-02-17 | 2019-11-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Power module and air conditioner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6473405A (en) | 1989-03-17 |
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