JP2526700B2 - 3相3値レベルインバ―タ - Google Patents

3相3値レベルインバ―タ

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JP2526700B2
JP2526700B2 JP2096707A JP9670790A JP2526700B2 JP 2526700 B2 JP2526700 B2 JP 2526700B2 JP 2096707 A JP2096707 A JP 2096707A JP 9670790 A JP9670790 A JP 9670790A JP 2526700 B2 JP2526700 B2 JP 2526700B2
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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
    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487Neutral point clamped inverters

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は3相3値レベルインバータに係り、特にそ
のコンデンサの中点電位の変動を抑制する制御方式に関
するものである。
〔従来の技術〕 第2図は例えば平成元年電気学会産業応用部門全国大
会論文集No.113「ベクトル制御に適した中性点クランプ
の電圧型インバータの電流制御法」に開示されたこの種
従来の3相3値レベルインバータの構成を示す回路図で
ある。図において、(1)は直流電圧源、(2)は直流
リアクトル、(3)はコンデンサで、その両端の端子P
および端子Nが直流電圧源(1)の両極に接続されてい
る。更に、コンデンサ(3)は同一定格コンデンサ(3
a)および(3b)とから構成され、両者の接続部分から
中点端子Oが導出されている。(4a)〜(4d)、(5a)
〜(5d)および(6a)〜(6d)は、各相毎に端子Pと端
子Nとの間に接続されたスイッチング素子としてのトラ
ンジスタ、(7a)〜(7d)、(8a)〜(8d)および(9
a)〜(9d)は上記した各トランジスタと逆並列に接続
されたダイオード、(10a)(10b)、(11a)(11b)お
よび(12a)(12b)は、図に示すように、上記したトラ
ンジスタの各接続点と中点端子Oとの間に接続されたダ
イオード、U、VおよびWは各相トランジスタの中間接
続点から導出された各相の出力端子である。
次に動作について説明するが、先ずU相を例にとり、
同相の各トランジスタ(4a)〜(4d)のスイッチング状
態、即ちオン(ON)オフ(OFF)モードと出力端子Uの
電位との関係を第1表に示す。
但し、直流電圧源(1)の出力電圧を2Eとする。
このように、トランジスタのスイッチング状態によ
り、各相の出力電位は各端子P、N、Oに対応した3種
類の値となり3値レベルインバータと呼ばれる所以であ
る。
次に、トランジスタのオンオフモードを順次切換え、
3相出力を取出す制御を行う訳であるが、このオンオフ
モードは合計33=27種類が考えられる。しかし、これら
のオンオフモードの中には、上記した3種類の電位で定
める瞬時空間電圧ベクトル(以下単に電圧ベクトルと称
す)が相互に同一となるものがあり、この意味で独立し
た電圧ベクトルは合計19種類となる。第2表は以上をま
とめたもので、オンオフモードM1〜M27、電圧ベクトルV
0〜V18および各出力端子U、V、Wの出力電位Uu,Vv.Vw
の関係を示す。
ところで、中点端子Oは本来零電位となっている必要
があるが実際には各出力端子U等から負荷へ供給される
負荷電流Iu等により変動する。そして、この変動量を抑
制するため、オンオフモードの選択を制御する方法が従
来から行われている。
即ち、第2表から判るように、例えば、電圧ベクトル
V1を出力する場合、オンオフモードとしてM4とM5とを選
択し得る。そして、この両モードはそれぞれ中点端子O
と出力端子U等との接続関係が異なるため、負荷電流Iu
等が中点端子Oの電位に与える影響も両モードで異なる
ことになる。以上の関係を利用することにより、中点端
子Oの電位変動量がより小さくなるモードを選択制御す
る訳である。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の3相3値レベルインバータでは、その中点端子
Oの電位変動量を抑制するために行う上記したオンオフ
モードの選択を、負荷電流ベクトルから判別していた。
即ち、各相の負荷電流Iu,Iv,Iwから負荷電流ベクトルを
演算し、この負荷電流ベクトルの領域から選択すべきオ
ンオフモードを決定していた。
従って、負荷電流ベクトルを求めるための演算処理が
必要となり、その分装置が複雑高価になるという問題点
があった。
この発明は以上のような問題点を解消するためになさ
れたもので、中点端子Oの電位変動量を抑制するために
行うオンオフモードの選択が簡便な論理演算処理で実現
することができる3相3値レベルインバータを得ること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段および作用〕
この発明に係る3相3値レベルインバータは、瞬時空
間電圧ベクトルが互いに同一であって、出力電位が1相
のみ零となる第1のモードと出力電位が2相で零となる
第2のモードとの一対のオンオフモードが存在する場合
の上記オンオフモードの選択に関し、上記第1のモード
に着目し上記出力電位が零となる出力端子の電流が負荷
へ流出する正の向きかこれと逆の負の向きかを判別し、
上記コンデンサの中点端子の電位が所定の上限値以上と
なった場合上記判別の結果が正のときは上記第1のモー
ドを、負のときは上記第2のモードを選択し、上記コン
デンサの中点端子の電位が所定の下限値以下となった場
合上記判別の結果が負のときは上記第1のモードを、正
のときは上記第2のモードを選択するように制御するよ
うにしたものである。
コンデンサの中点端子の電位が上限値以上の場合に
は、当該中点端子から電流が流出する動作となるオンオ
フモードが選択されるので、中点端子の電位は下降傾向
となる。逆に、中点端子の電位が下限値以下の場合に
は、当該中点端子へ電流が流入する動作となるオンオフ
モードが選択されるので、中点端子の電位は上昇傾向と
なる。
〔実施例〕
第1図は、この発明の一実施例による3相3値レベル
インバータの特にオンオフモードを選択する演算動作を
説明するフローチャートである。なお、インバータの主
回路構成は第2図と同一であり、また、以下のオンオフ
モードの選択演算を実行するハードウェアとしてのマイ
クロコンピュータ等の構成は従来と同様でありそれらの
説明は省略する。
第1図は、一定のサンプル周期で実行される「スター
ト」から「エンド」に至る一連の動作内容を示すもので
ある。図において、S1はインバータとしての本来の機能
に相当するもので、所望の3相交流出力を得るために必
要な電圧ベクトルを選択するステップである。具体的に
は前掲第2表の電圧ベクトルV0〜V18のいずれかが選択
され、選択された電圧ベクトルを発生するためのオンオ
フモードM1〜M27に従って各トランジタに制御信号が送
出されることになる。
S2は、ステップS1で選択された電圧ベクトルNo.が3n
+1(但し、n=0〜5)であるか否かを判別するステ
ップである。即ち、第2表から判る通り、例えばV1のよ
うに、同一の電圧ベクトルに対して一対2種類のオンオ
フモードが存在するものか否かを判別するものである。
これらのNo.のものに該当しなければ(Nのフロー)選
択の余地がないのでそのまま処理を終了する。
該当する場合(Yのフロー)はステップS3に移り、こ
こで、コンデンサ(3)の中点端子Oの電位Ecが所定の
下限値(Ec−△Ec)以下か否かを判別する。なお、Ec
は中点端子Oの電位指令値、△Ecは許容電圧幅を示
す。
このステップS3で下限値以下となると(Yのフロー)
充電要求、即ちコンデンサ(3)を充電状態にしてその
電位を上昇させる必要がある。ステップS4では同一電圧
ベクトルに対して2種類存在するオンオフモードの内、
出力電位が1相のみ零となるモード(第1のモード)を
選択する。例えば、電圧ベクトルがV10の場合を想定す
ると第2表からオンオフモードM17がこれに該当する。
そこで、先ずオンオフモードM17を選択して、その出力
電位が零の相、即ちU相の電流Iuが負か否かを判別す
る。ここで、電流の向きは負荷へ流出する向きを正とす
る。従って、ステップS5は電流がコンデンサ(3)に流
入する方向か否か、即ち、上記した充電要求が満たされ
るか否かを判別する訳である。従って、この判別が負と
なれば(Yのフロー)そのまま当該モード(第1のモー
ド)を選択して(ステップS6)処理を終了する。
ステップS3に戻り、中点端子Oの電位Ecがその下限値
以下はないと判別されると(Nのフロー)、次にこの電
位Ecが所定の上限値(Ec+△Ec)以上か否かを判別す
る(ステップS7)。
ここで、上限値以上となれば(Yのフロー)コンデン
サ(3)は放電要求状態となり、ステップS4と同様のモ
ード選択を行い(ステップS8)、今度は放電要求が満足
されるか否か、即ち、当該相電流がコンデンサ(3)か
ら流出する正の向きか否かを判別する(ステップS9)。
正であればステップS5の場合と同様に当該選択済の方の
モード(第1のモード)を選択して(ステップS6)処理
を終了する。
次にステップS5またはS9で否、即ちNのフローとなっ
た場合には、2種類存在するオンオフモードの内、もう
一方のモード、即ち、出力電位が2相で零となる第2の
モードを選択する(ステップS10)。
次にこのステップS10の処理によって充電または放電
の要求が満足される理由について説明する。第2表から
判るように、もう一方のモードでは、ステップS4または
S8で問題にした相を除く他の2相の出力電位が零とな
る。即ち、この後者の2相の出力端子がコンデンサ
(3)の中点端子Oと直接接続される状態になる。
ところで、負荷への各相電流をIu,Iv,Iwとすると Iu+Iv+Iw=0 が成立する。
従って、前述した電圧ベクトルV10の場合の例を踏襲
して説明すると、ステップS4で選択されたオンオフモー
ドM17の相電流IuがステップS5で否、即ち正と判別され
ると、上式から誘導される次式 Iv+Iw=−Iu からもう一方のオンオフモード(第2のモード)M16で
はコンデンサ(3)の電流(Iv+Iw)は負、従って電流
がコンデンサ(3)へ流入することになり充電要求が満
足される訳である。
次に、ステップS7に戻り、ここで電位Ecが上限値以上
でないと判別されると(Nのフロー)、結局、中点端子
Oの電位は許容範囲内にあることになり、電圧変動とい
う点からはいずれのモードを選択してもよいことにな
る。従って、制御の安定性を優先し、前回のオンオフモ
ードからの変化がより小さくなる方のモードを選択する
ことにする(ステップS11)。
以上のように、この実施例では、複雑な電流ベクトル
の演算を行うことなく、電流の正負を判別するという簡
便な処理により適正なオンオフモードの選択が可能とな
るので、装置が簡便となり動作もより確実で安定したも
のとなる。
なお、上記実施例では中点端子Oの電位Ecの変動幅の
上限値および下限値を、電位指令値Ecに許容電圧幅△
Ecを増減する形で設定したが、これら限度値は必要に応
じて自由に設定することができる。
〔発明の効果〕
この発明は以上のように構成されているので、簡便な
演算処理でコンデンサ中点端子の電圧変動を抑制する制
御が可能となり装置が簡便で動作も確実で安定したもの
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による3相3値レベルイン
バータの動作を説明するフローチャート、第2図は従来
の3相3値レベルインバータの構成を示す回路図であ
る。 図において、(1)は直流電圧源、(3)はコンデン
サ、(4a)等はスイッチング素子としてのトランジス
タ、Oはコンデンサの中点端子である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電圧源と、両端の2端子が上記直流電
    圧源に接続され中点の1端子を有するコンデンサと、こ
    のコンデンサの上記3端子と出力3端子との間に接続さ
    れ所定のオンオフモードで制御される複数のスイッチン
    グ素子とを備え、上記スイッチング素子のオンオフモー
    ドを順次切換え、上記コンデンサの3端子の電位の組合
    わせで定まる瞬時空間電圧ベクトルを制御することによ
    り上記出力3端子から所望の3相出力を負荷へ供給する
    3相3値レベルインバータにおいて、 上記瞬時空間電圧ベクトルが互いに同一であって、出力
    電位が1相のみ零となる第1のモードと出力電位が2相
    で零となる第2のモードとの一対のオンオフモードが存
    在する場合の上記オンオフモードの選択に関し、上記第
    1のモードに着目し上記出力電位が零となる出力端子の
    電流が上記負荷へ流出する正の向きかこれと逆の負の向
    きかを判別し、上記コンデンサの中点端子の電位が所定
    の上限値以上となった場合上記判別の結果が正のときは
    上記第1のモードを、負のときは上記第2のモードを選
    択し、上記コンデンサの中点端子の電位が所定の下限値
    以下となった場合上記判別の結果が負のときは上記第1
    のモードを、正のときは上記第2のモードを選択するよ
    うに制御することを特徴とする3相3値レベルインバー
    タ。
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ES91100378T ES2080167T3 (es) 1990-04-11 1991-01-14 Metodo de control de un inversor trifasico de tres niveles.
DE69114890T DE69114890T2 (de) 1990-04-11 1991-01-14 Verfahren zur Steuerung eines Dreiphasen-Dreipunkt-Wechselrichters.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3102499B2 (ja) * 1991-02-28 2000-10-23 株式会社東芝 中性点クランプ式電力変換器の制御装置
US5206802A (en) * 1991-09-17 1993-04-27 Otis Elevator Company Blanking interval voltage deviation compensator for inverters and converters
JP2765315B2 (ja) * 1991-11-18 1998-06-11 株式会社日立製作所 電力変換装置及びこれを利用した電気車の制御装置
JP2884880B2 (ja) * 1992-02-12 1999-04-19 株式会社日立製作所 電力変換器の制御装置
JP3229897B2 (ja) * 1992-04-13 2001-11-19 三菱電機株式会社 3レベル3相インバータ装置
JP3178075B2 (ja) * 1992-04-23 2001-06-18 株式会社日立製作所 電力変換器の制御装置および電気車の制御装置
AU651034B2 (en) * 1992-04-24 1994-07-07 Hitachi Limited Power converter for converting DC voltage into AC phase voltage having three levels of positive, zero and negative voltage
JP2814837B2 (ja) * 1992-06-04 1998-10-27 株式会社日立製作所 電力変換装置
DE69316692T2 (de) * 1992-10-02 1998-08-27 Hitachi Ltd Wechselrichter für ein elektrisches Betriebsmittel
DE4310785C1 (de) * 1993-03-27 1994-06-01 Licentia Gmbh Verfahren zur Symmetrierung von Teilspannungen eines Dreistufenwechselrichters
JP2888104B2 (ja) * 1993-09-01 1999-05-10 株式会社日立製作所 電力変換装置
US5910892A (en) * 1997-10-23 1999-06-08 General Electric Company High power motor drive converter system and modulation control
US6058031A (en) * 1997-10-23 2000-05-02 General Electric Company Five level high power motor drive converter and control system
US6842354B1 (en) 2003-08-08 2005-01-11 Rockwell Automation Technologies, Inc. Capacitor charge balancing technique for a three-level PWM power converter
EP1544994B1 (de) * 2003-12-15 2008-05-28 Abb Research Ltd. Verbessertes Verfahren zur Symmetrierung eines Gleichspannungskreises einer Umrichterschaltung zur Schaltung von drei Spannungsniveaus
KR101525650B1 (ko) * 2012-02-16 2015-06-11 삼성전기주식회사 짝수-레벨 인버터 및 이의 구동 방법
KR101412875B1 (ko) 2012-10-04 2014-07-02 삼성전기주식회사 게이트 구동 회로 및 이를 갖는 인버터
RU2556035C1 (ru) * 2014-07-25 2015-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Трехфазный инвертор со звеном постоянного тока и способ управления им
DE102020200872A1 (de) 2020-01-24 2021-07-29 Schmidhauser Ag Stromrichter, Ladesäule und Fahrzeug

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4347558A (en) * 1981-04-02 1982-08-31 Rockwell International Corporation Voltage balance control for split capacitors in half bridge DC to DC converter
US4635177A (en) * 1984-11-16 1987-01-06 Sundstrand Corporation Control for a neutral point clamped PWM inverter
ATE82093T1 (de) * 1988-08-30 1992-11-15 Siemens Ag Verfahren zum betrieb eines dreipunktwechselrichters.

Also Published As

Publication number Publication date
EP0451440A2 (en) 1991-10-16
EP0451440B1 (en) 1995-11-29
DE69114890D1 (de) 1996-01-11
DE69114890T2 (de) 1996-08-29
JPH03293971A (ja) 1991-12-25
ES2080167T3 (es) 1996-02-01
US5060129A (en) 1991-10-22
EP0451440A3 (en) 1992-02-12

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