JP2533537B2 - 電力変換装置の制御装置 - Google Patents

電力変換装置の制御装置

Info

Publication number
JP2533537B2
JP2533537B2 JP62121273A JP12127387A JP2533537B2 JP 2533537 B2 JP2533537 B2 JP 2533537B2 JP 62121273 A JP62121273 A JP 62121273A JP 12127387 A JP12127387 A JP 12127387A JP 2533537 B2 JP2533537 B2 JP 2533537B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
current
power converter
phase
power conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62121273A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63287373A (ja
Inventor
孝行 松井
登 藤本
俊昭 奥山
潤一 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP62121273A priority Critical patent/JP2533537B2/ja
Publication of JPS63287373A publication Critical patent/JPS63287373A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2533537B2 publication Critical patent/JP2533537B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力変換装置の制御装置に関する。
〔従来の技術〕
一般に、パルス幅変調されるインバータのキヤリヤ周
期毎に時間平均した出力電圧は、インバータを構成する
正側アームと負側アームの同時点弧を防止するために設
けられる短絡防止期間のために理想的な正弦波出力とな
らず、幾分歪みを有する。そのため、この歪んだ出力電
圧で交流電動機を駆動するとトルクリプルを発生する。
このインバータの出力電圧の歪みを補償して、正弦波
出力を得る制御方式が知られている。従来の制御装置
は、例えば特公昭59−8152号,特開昭61−109492号など
に記載されているように、インバータの出力電流の極性
に応じて短絡防止期間に基づく出力電圧の歪み量を出力
電圧指令に加算し、インバータから所要の正弦波出力電
圧を得るようにしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の制御方式は短絡防止期間に基づくインバータ出
力電圧の歪みを補償することにより出力波形を理想的な
正弦波に改善するものである。しかしながら、インバー
タの正側アームと負側アームの短絡防止期間の相違によ
つて出力側の直流電流が増加するという問題点について
何ら考慮されていなかつた。直流電流が大きくなると、
負荷が電動機の場合にはトルクリプルが大きくなる問題
があつた。
本発明の目的は、インバータの出力側の直流電流を防
止することができるインバータの制御装置を提供するこ
とにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はインバータの出力電流の2相交流量の各々の
最大値あるいは最小値の大きさが等しくなるようにパル
ス幅を変更することにより、達成される。
〔作用〕
PWMインバータの正側アームと負側アームの実際の短
絡防止期間は、設定した短絡防止期間から素子の蓄積時
間を差引いた期間(以下、これを実際の短絡防止期間と
呼ぶ。)であるので、素子固有の特性により実際の短絡
防止期間が各アーム間で異なり、出力の直流電圧成分が
含まれている。第5図は短絡防止期間を理想的に補償さ
れた場合の1相分の出力電圧指令とキヤリヤ三角波を比
較して正側アームと負側アームのオンオフする信号を得
る原理を示したもので、設定した短絡期間tdに対し
て、正側アームの実際の短絡防止期間td、負側アー
ムの実際の短絡防止期間tdが各各異なる場合を示
す。正側アームのtdが負側アームのtdより小さい
場合には、実線で示すように正側アームの平均出力電圧
が負側アームより大きくなり、直流電圧成分が発生す
る。これを防止するためには、この直流電圧成分を打消
するように、出力電圧指令を破線で示すように与え、破
線で示す正側アーム及び負側アームのオン信号とするこ
とにより達成される。また、負荷が交流電動機のように
直流抵抗の小さいものでは、わずかな直流電圧成分によ
つても大きな直流電流が流れる。第6図は正側アームの
実際の短絡防止期間tdと負側アームの実際の短絡防
止期間tdとの違いtdに対するインバータ出力に含
まれる直流電圧成分Ed、この直流電圧成分により負
荷に流れる直流電流Idの特性を示す。直流電圧成分
Edの大きさは、PWMインバータの直流電源電圧Edとキ
ヤリヤ周波数及びtdの大きさに比例する。直流
電流Idは負荷の直流抵抗の大きさの逆数に比例して
増加する。交流電動機を負荷とした場合、正側アームと
負側アームの実際の短絡防止期間の違いによる直流電流
は、第7図に示すようにI1d,I2dとなつて流れる。これ
を空間ベクトル図上で表わすと、第8図に示すように、
直流電流の大きさは、空間ベクトルの本来の原点0を
0′に移動させる作用があり2相交流量から検出でき
る。そこで、本発明では、インバータの出力電流の2相
交流量の各々iα,iβの最大値iαmaxとiβmaxあるい
は最小値iαminとiβminの大きさ違いから、直流電流
の大きさを検出して、その大きさに応じてパルス幅を変
更し、インバータの出力電圧に直流電圧成分が含まれな
いようにしている。また、各アーム間の実際の短絡防止
期間の相違に応じて直流電流の大きさが検出されて補償
されることによつて、直流電流を防止することができる
ので、短絡防止期間に伴う出力電圧歪みを完全に補償す
ることが図れるため、インバータの出力電流を正弦波化
することができる。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図に示す。
第1図において、インバータ1はマイクロプロセツサ
6の出力信号をPWM発生回路5にてPWM変調された出力信
号に基づいてPWM制御を行い、その出力電圧が交流電動
機2に供給される。マイクロプロセッサ6には、交流電
動機2の電流を電流検出器3U,3Vで検出し、この検出信
号が2相変換器4に入力され、その出力である2相交流
出力がサンプル周期ごとに取込まれる。
ここでは説明を解り易くするために、マイクロプロセ
ッサの演算処理内容をアナログ回路で表わしている。
マイクロプロセッサ6の演算処理部は、サンプル周期
ごとに取込まれる2相交流量の微分演算を行う微分回路
20と、この微分回路20の出力信号と2相交流量とから直
流成分を演算する直流成分演算回路21と、この直流成分
演算回路21の出力信号を3相交流量に変換する2相−3
相変換回路8と、インバータの出力電圧を演算する出力
電圧指令回路7と、この出力電圧指令回路7の出力信号
と2相−3相変換回路8の出力信号を加算する加算器9U
〜9Wより構成される。
微分回路20は、2相交流量1サンプル周期前の値を保
持するむだ時間回路14,15とむだ時間回路の出力信号と
2相交流量とを加算する加算器16,17及び、この加算器
の出力信号を入力とし、サンプル周期TSの逆数の大きさ
を持つ比例ゲイン18,19より構成される。また、直流成
分演算回路21は、微分回路20の出力信号を一次角周波数
W1で除算する除算器10,11と、この除算器の出力信号と
2相交流量とを相互に加算する加算器12,13より構成さ
れる。
次に動作を説明する。
第7図はインバータ1の正側アームと負側アームの実
際の短絡防止期間の違いによる直流電流I1d,I2dが、交
流電動機2に流れる様子を仮定したものである。各相に
流れる直流電流IUd,IVd,IWdの正方向を図示のようにと
ると、直流電流I1d,I2dの関係式は次式で与えられる。
従つて、電流検出器3U,3Vの検出信号iU,iVは次式で与
えられる。
は交流成分を表す。
さらに、iU,iVより2相交流量iα,iβは次式のよう
になる。
これらの関係を、空間ベクトル図に表現すると、第8
図のようになる。直流電流I1d,I2dを2相交流量の座標
系に変換した大きさIαd,Iβdは(1),(3)式よ
り次式で与えられる。
すなわち、直流電流の大きさを空間ベクトル図上で見
ると、2相交流量の座標系の原点0を0′に移動させる
ベクトルIdであることがわかる。
その結果、2相交流量の座標系の電流iα,iβの最大
値iαmax,iβmax及び最小値iαmin,iβminの各々の大
きさが、直流電流の大きさによつて変化する。すなわ
ち、2相交流量の最大値あるいは最小値の大きさが等し
くなるように、直流電流の大きさを検出して補償すれば
よい。そこで、微分回路20において、2相交流量iα,i
βの交流成分 を求めている。その大きさiα′,iβ′は次式で与えら
れる。I1は電流ベクトル の大きさ、は位相角、ωは一次角周波数である。
直流成分演算回路21では、微分回路20の出力信号i
α′,iβ′を除算器10,11においてωで除算し、 を求め、加算器12,13においてiα,iβと相互に加算
し、直流成分Iαd,Iβdは次式のようになる。
次に、各相の直流電流の大きさを求めるために2相−
3相変換器8において、Iαd,Iβdを3相量IUd,IVd,I
Wdに変換している。IUd,IVd,IWdは次式で与えられる。
以上のIUd,IVd,IWdに基づいて補償を各相の出力電圧
指令に加算することにより、第4図の破線で示すような
出力電圧指令が得られ、各相の正側アームと負側アーム
のパルス幅を変更して実際の短絡防止期間の違いによる
直流電圧成分による直流電流を抑制することができる。
本発明の他の実施例を第2図に示す。
第2図において、第1図と同一物には同じ番号を付し
ているので説明を省略する。第1図と異なる点は、微分
回路20の演算誤差を補償し、高精度な直流電流の演算が
行えるように比例ゲイン22,23及び加算器24,25を設ける
ようにしたことである。
微分回路20は、2相交流量iα,iβの微分を次式に基
づいて行う。
ここに、TSはサンプル周期、tは時間である。そのた
め、サンプル周期TSが大きくなると、正しい微分値が求
まらず、演算誤差が生じる。この演算誤差の大きさは、
直流電流の大きさの誤差となる。(9)式により、求ま
るiα′,iβ′は(5)式より次式のようになる。
除算器10,11において、iα′,iβ′を一次角周波数
ωで除算することにより、その出力信号は次式のよう
になる。
比例ゲイン22,23は、加算器16,17の出力信号を入力と
し、大きさが1/2であり、その出力信号は、次式のよう
になる。
従つて、加算器24,25は、除算器10,11の出力信号であ
る(12)式と、比例ゲイン22,23の出力信号である(1
3)式とを加算し、各々、− を正しく演算して出力する。その結果、加算器12,13で
は、iα,iβに含まれる直流電流成分Iαd,Iβdが、
サンプル周期TSの影響を受けることなく高精度に演算す
ることができる。
本発明の他の実施例を第3図に示す。
第3図において、第2図と同一物には同じ番号を付し
ているので説明を省略する。第2図と異なる点は、PWM
発生回路5をマイクロプロセツサ6の演算処理で行うよ
うにしたことである。PWM発生演算回路30U,30V,30Wは、
V相のみについて演算内容を図示している。出力電圧指
令回路7の出力信号は加算器27〜29において、キヤリヤ
三角波発生回路26の出力信号と加算され、加算器27の出
力信号が比較器31,32に入力される。PWM発生演算回路30
Uは、比較器31と、比較器31の出力信号を反転させる否
定回路32と、比較器31の出力信号を所定の時間だけ遅延
させるむだ時間回路33と、否定回路32の出力信号を所定
の時間だけ遅延させるむだ時間回路34と、比較器31の出
力信号とむだ時間回路34の出力信号の論理積を出力する
アンド回路35と、否定回路32の出力信号とむだ時間回路
34の出力信号の論理積を出力するアンド回路36とから構
成される。むだ時間回路33,34は、2相−3相変換回路
8の出力信号の極性に応じて、その遅延時間を可変する
ようにしている。すなわち、2相−3相変換回路8の出
力信号が正極性の時には、正側アームのオンパルス幅が
狭くなるように正側の短絡防止期間を増加するために、
むだ時間回路34の遅延時間を所定値から増加させる。逆
に2相−3相変換回路8の出力信号が負極性の時には、
負側アームのオンパルス幅が狭くなるように負側の短絡
防止期間を増加するために、むだ時間回路33の遅延時間
を所定値から増加させる。
以上のように、2相−3相変換回路の出力信号、すな
わち、各相の直流電流の極性に応じて、正側アーム及び
負側アームの短絡防止期間を可変することによつて、正
側と負側アームの実際の短絡防止期間が同じとなり、イ
ンバータの出力に直流電圧成分が含まれることがなく、
直流電流が交流電動機に流れることを防止できる。
また、本実施例によれば、出力電圧指令に直流バイア
ス電圧を重畳する必要がないので、キヤリヤ三角波の大
きさに対する出力電圧指令の大きさの比を1.0近くまで
取ることができるので、インバータの出力電圧範囲を増
加できる効果がある。
本発明の他の実施例を第4図に示す。
第4図において、第3図と同一物には同じ番号を付し
ているので説明を省略する。第3図と異なる点は、2相
−3相変換回路8の出力信号を、キヤリヤ三角波発生回
路26の出力信号と、加算器37〜39において各々加算し
て、その出力信号を加算器27〜29に入力するようにした
ことである。本実施例によつても、第2図に示した実施
例と同じ効果を得ることができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、PWMインバータの短絡防止期間の正
側と負側アーム間の違いに基づく直流電圧の発生及び直
流電流を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一実施例を示す構成図、第2図〜第
4図は本発明の第2〜第4実施例を示す構成図、第5図
はPWMインバータの出力電圧と上下アームのオン信号の
関係を示す波形図、第6図は上下アームの短絡防止期間
の違いに対する直流電圧と直流電流の関係を示す特性
図、第7図はインバータ出力電圧に含まれる直流電圧成
分による直流電流が交流電動機に流れる状態を説明する
等価回路図、第8図は2相交流量と直流電流の関係を示
す空間ベクトル図である。 1……インバータ、2……交流電動機、3……電流検出
器、5……PWM発生回路、6……マイクロプロセツサ、2
0……微分回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 潤一 日立市大みか町5丁目2番1号 株式会 社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献 特開 昭61−109492(JP,A) 特開 昭60−139195(JP,A) 特公 昭59−8152(JP,B2)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可変電圧可変周波数の交流を供給する電力
    変換装置と、該電力変換装置により給電される負荷装置
    と、前記電力変換装置の各相毎に設けられ、電圧指令信
    号に基づきパルス幅制御を行うパルス幅制御手段と、前
    記電力変換装置の出力に含まれる直流電流を検出する手
    段と、該直流電流を補償する手段とを具備し、該直流電
    流補償手段は、前記電力変換装置の出力量の2相交流量
    の各々の最大値あるいは最小値の大きさが等しくなるよ
    うにパルス幅を変更して補償するようにしたことを特徴
    とする電力変換装置の制御装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、前記電力
    変換装置の出力量の2相交流量と、該2相交流量の微分
    値に基づいて前記2相交流量の交流成分を演算し、該演
    算結果と前記2相交流量とを各各相互に加算して前記電
    力変換装置の出力に含まれる直流電流成分の大きさを検
    出するようにしたことを特徴とする電力変換装置の制御
    装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項,第2項において、
    前記電力変換装置の出力に含まれる直流電流の検出信号
    に基づいて、直流電圧バイアス信号を演算し、該直流電
    圧バイアス信号と前記電圧指令信号とを加算した結果に
    基づきパルス幅制御を行うようにして前記直流電流を補
    償するようにしたことを特徴とする電力変換装置の制御
    装置。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項,第2項において、
    前記電力変換装置の出力に含まれる直流電流の検出信号
    に基づいて、前記電力変換装置の正側と負側アームの短
    絡防止期間の設定値の大きさを可変するようにして前記
    直流電流を補償するようにしたことを特徴とする電力変
    換装置の制御装置。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第1項,第2項において、
    前記電力変換装置の出力に含まれる直流電流の検出信号
    に基づいて、前記パルス幅制御手段のキヤリヤ三角波を
    非対称とするようにして前記直流電流を補償するように
    したことを特徴とする電力変換装置の制御装置。
JP62121273A 1987-05-20 1987-05-20 電力変換装置の制御装置 Expired - Lifetime JP2533537B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62121273A JP2533537B2 (ja) 1987-05-20 1987-05-20 電力変換装置の制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62121273A JP2533537B2 (ja) 1987-05-20 1987-05-20 電力変換装置の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63287373A JPS63287373A (ja) 1988-11-24
JP2533537B2 true JP2533537B2 (ja) 1996-09-11

Family

ID=14807171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62121273A Expired - Lifetime JP2533537B2 (ja) 1987-05-20 1987-05-20 電力変換装置の制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2533537B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2448548A (en) 2007-04-21 2008-10-22 Converteam Ltd Vortex cleaning of air intake of electrical machine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63287373A (ja) 1988-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0524398B1 (en) Circuit for controlling output current balance between parallel driven PWM-type power inverting units
EP0144593B1 (en) Control system for a voltage-type inverter
EP3249805B1 (en) Control device for ac rotary machine, and control device for electric power steering
JP2533537B2 (ja) 電力変換装置の制御装置
JPH0662579A (ja) 電圧形インバータ装置
JP2943323B2 (ja) Pwmインバータの出力電流検出方法
JPH06335277A (ja) 交流電動機の制御装置
JP2644750B2 (ja) 電圧形インバータの制御方法
JPH0783599B2 (ja) 循環電流形サイクロコンバ−タの制御方法
JP2702936B2 (ja) 電圧形インバータの制御方法及び装置
JP3206866B2 (ja) インバータのデッドタイム補償方法
JPS63228992A (ja) インバ−タ制御装置
JPH0698557A (ja) パルス幅変調制御インバータの制御回路
JPH0687678B2 (ja) 電圧形インバ−タの制御方法
JPH09261974A (ja) インバータの制御装置
JPH03135389A (ja) 電圧形インバータの制御方法及びその装置
JP3536114B2 (ja) 電力変換器の制御方法および電力変換装置
JP3229898B2 (ja) 電圧形インバータ装置
JP7211097B2 (ja) 電力制御方法、及び、電力制御装置
JPS6330236Y2 (ja)
JP2780492B2 (ja) Pwm方式電圧形インバータ
JP2821127B2 (ja) 誘導電動機の制御方法
JPH0777519B2 (ja) Pwm制御インバータの制御方法
JP2688487B2 (ja) パルス幅変調インバータ制御装置
JPH04156292A (ja) 永久磁石形電動機の制御装置