JP2637178B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
- Publication number
- JP2637178B2 JP2637178B2 JP63196083A JP19608388A JP2637178B2 JP 2637178 B2 JP2637178 B2 JP 2637178B2 JP 63196083 A JP63196083 A JP 63196083A JP 19608388 A JP19608388 A JP 19608388A JP 2637178 B2 JP2637178 B2 JP 2637178B2
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- frequency
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- current
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、周波数基準および電圧基準に応じて出力
周波数、電圧を制御する電力変換装置に関するものであ
る。
周波数、電圧を制御する電力変換装置に関するものであ
る。
（従来の技術） この種の従来の電力変換装置について、第７図を用い
て説明する。
て説明する。
なお電力変換装置の可変周波数電源として電流形イン
バータを用い、特に交流電動機を駆動する場合について
説明する。
バータを用い、特に交流電動機を駆動する場合について
説明する。
第７図に示した電力変換装置は、商用電源１からの商
用周波数電力が整流器２によって整流され、直流リアク
トル３を介してインバータ回路４に入力される。このイ
ンバータ回路４では、周波数制御系５からの制御信号を
受けて商用電源１からの入力電力を方形波の交流電力に
変換する。この場合交流出力電力の周波数Ｆと電圧Ｖは
両者の比が一定となるように制御され、この交流出力に
よって交流電動機６が速度制御される。
用周波数電力が整流器２によって整流され、直流リアク
トル３を介してインバータ回路４に入力される。このイ
ンバータ回路４では、周波数制御系５からの制御信号を
受けて商用電源１からの入力電力を方形波の交流電力に
変換する。この場合交流出力電力の周波数Ｆと電圧Ｖは
両者の比が一定となるように制御され、この交流出力に
よって交流電動機６が速度制御される。
さらに、整流器２の位相制御系７は次のように構成さ
れている。すなわち、速度設定器８から入力制限回路10
を介して与えられた電圧基準信号は、インバータ回路４
の出力電圧を検出する電圧検出器11の出力と共に、比較
器12Aに導かれ両者が比較されるこの比較器12Aの出力信
号は電圧制御回路13を介した後、電流基準信号として比
較器12Bの一方の入力端子に入力される。比較器12Bの他
方の入力端子には、電流検出器14によって検出された商
用電源１からの入力電流信号が入力される。これら電流
基準信号と入力電流信号を比較器12Bにて比較した偏差
信号は、電流制御回路15を経て整流器位相制御回路16に
導かれ、この整流器位相制御回路が整流器２を構成する
電力変換素子（図示せず）の位相角を制御する。
れている。すなわち、速度設定器８から入力制限回路10
を介して与えられた電圧基準信号は、インバータ回路４
の出力電圧を検出する電圧検出器11の出力と共に、比較
器12Aに導かれ両者が比較されるこの比較器12Aの出力信
号は電圧制御回路13を介した後、電流基準信号として比
較器12Bの一方の入力端子に入力される。比較器12Bの他
方の入力端子には、電流検出器14によって検出された商
用電源１からの入力電流信号が入力される。これら電流
基準信号と入力電流信号を比較器12Bにて比較した偏差
信号は、電流制御回路15を経て整流器位相制御回路16に
導かれ、この整流器位相制御回路が整流器２を構成する
電力変換素子（図示せず）の位相角を制御する。
また、インバータ回路４の周波数制御系５は次のよう
に構成されている。すなわち、入力制限回路10を介して
得られた信号は周波数基準信号としても用いられ、これ
が周波数制御回路17に導かれ、その発振周波数を制御す
る。この際、周波数基準信号の値に応じたモードの変調
も行う。発振出力信号は、ゲートパルス制御回路18によ
りゲートパルスに変換され、その出力周波数を制御す
る。19はゲートパルス制御回路18の出力信号を増幅して
インバータ回路４にゲートパルスを供給するパルス増幅
回路である。
に構成されている。すなわち、入力制限回路10を介して
得られた信号は周波数基準信号としても用いられ、これ
が周波数制御回路17に導かれ、その発振周波数を制御す
る。この際、周波数基準信号の値に応じたモードの変調
も行う。発振出力信号は、ゲートパルス制御回路18によ
りゲートパルスに変換され、その出力周波数を制御す
る。19はゲートパルス制御回路18の出力信号を増幅して
インバータ回路４にゲートパルスを供給するパルス増幅
回路である。
次に、このように構成された電力変換装置により交流
電動機７を駆動した場合の電流波形と電圧波形について
説明する。
電動機７を駆動した場合の電流波形と電圧波形について
説明する。
第３図に示したのは、変調を行わない時の方形波電流
（ａ）とその電圧波形（ｂ）である。交流電動機７は正
弦波の誘起電圧を発生するが、電流形インバータでは、
電流波形が短時間で立ち上がり（または立ち下がり）す
るため、交流電動機７や配線のインダクタンスのために
サージ電圧が発生し、交流電動機７の端子間には、サー
ジ電圧が加算された電圧が発生する。
（ａ）とその電圧波形（ｂ）である。交流電動機７は正
弦波の誘起電圧を発生するが、電流形インバータでは、
電流波形が短時間で立ち上がり（または立ち下がり）す
るため、交流電動機７や配線のインダクタンスのために
サージ電圧が発生し、交流電動機７の端子間には、サー
ジ電圧が加算された電圧が発生する。
第４図に、変調としてPWM制御を行ったときの電流波
形（ａ）と電圧波形（ｂ）を示す。（３山モード）通常
の方形波電流には、6m±１（ｍ＝1,2,…）次の高周波が
含まれており、モータのトルクは脈動する。このため低
速域では滑らかな回転が難しくなるために、PWM制御を
行い、脈動トルクの低減を図る。高速時には、電流形イ
ンバータの転流能力の関係から、PWM制御を行うことが
できず、方形波モードに切り替える。このように周波数
制御回路においては、周波数基準に応じてPWM制御のモ
ードを切り替えて制御を行い、低速のほど、PWMのパル
スを増やし、高周波を減らすように制御する。第５図に
はPWM5山モードのときの電流波形（ａ）と電圧波形
（ｂ）を示す。
形（ａ）と電圧波形（ｂ）を示す。（３山モード）通常
の方形波電流には、6m±１（ｍ＝1,2,…）次の高周波が
含まれており、モータのトルクは脈動する。このため低
速域では滑らかな回転が難しくなるために、PWM制御を
行い、脈動トルクの低減を図る。高速時には、電流形イ
ンバータの転流能力の関係から、PWM制御を行うことが
できず、方形波モードに切り替える。このように周波数
制御回路においては、周波数基準に応じてPWM制御のモ
ードを切り替えて制御を行い、低速のほど、PWMのパル
スを増やし、高周波を減らすように制御する。第５図に
はPWM5山モードのときの電流波形（ａ）と電圧波形
（ｂ）を示す。
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の電力変換装置においては、サージ電圧
のために、電圧検出器11により検出される電圧が交流電
動機６の制御電圧（基本波成分の実効値）に対して大き
めの値となり、制御上誤差となる。このサージ電圧の影
響は、PWM制御を行っている低速ほど顕著になる。この
ため、制御上必要とされる電圧が出力されていないにも
かかわらず、余分な電圧が検出されるため、電圧制御回
路13の出力である電流基準が絞られてしまい、安定な運
転を継続することができない。また、PWMモードに応じ
てパルス数が変化し、これにより電圧検出値も変わって
しまうため、PWMモードの切り替わり時には、制御的に
外乱となってしまい、突入電流が流れてしまう。（第６
図） 本発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、サージ電圧による影響を考慮して補正を行い、交流
電動機を常に安定に制御できる電力変換装置を提供する
ことを目的としている。
のために、電圧検出器11により検出される電圧が交流電
動機６の制御電圧（基本波成分の実効値）に対して大き
めの値となり、制御上誤差となる。このサージ電圧の影
響は、PWM制御を行っている低速ほど顕著になる。この
ため、制御上必要とされる電圧が出力されていないにも
かかわらず、余分な電圧が検出されるため、電圧制御回
路13の出力である電流基準が絞られてしまい、安定な運
転を継続することができない。また、PWMモードに応じ
てパルス数が変化し、これにより電圧検出値も変わって
しまうため、PWMモードの切り替わり時には、制御的に
外乱となってしまい、突入電流が流れてしまう。（第６
図） 本発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、サージ電圧による影響を考慮して補正を行い、交流
電動機を常に安定に制御できる電力変換装置を提供する
ことを目的としている。
（課題を解決するための手段） この発明は、変調のモードにより変化するサージ電圧
の影響を除去するために、変調モードに応じて前記電力
変換装置の制御信号を補正する補正手段を備えたもので
ある。
の影響を除去するために、変調モードに応じて前記電力
変換装置の制御信号を補正する補正手段を備えたもので
ある。
（作用） このように構成された電力変換装置においては、次の
ような作用が生ずる。電圧検出器によって、交流電動機
が発生させる正弦波の誘起電圧と、電力変換装置が発生
させるサージ電圧とを加算した電圧が検出される。この
うちサージ電圧成分を推定し、補正をかける。この補正
方法は、「サージ電圧成分は、スイッチング周波数、電
流、インダクタンスに比例する。」という原理に基づ
く。
ような作用が生ずる。電圧検出器によって、交流電動機
が発生させる正弦波の誘起電圧と、電力変換装置が発生
させるサージ電圧とを加算した電圧が検出される。この
うちサージ電圧成分を推定し、補正をかける。この補正
方法は、「サージ電圧成分は、スイッチング周波数、電
流、インダクタンスに比例する。」という原理に基づ
く。
Vc＝Ｋ・fS・Ｉ 上式において、Vcはサージ電圧成分、Ｋはインダクタ
ンス係数、fSはスイッチング周波数、Ｉは方形波電流値
である。ここではfSは出力周波数ｆに比例し、比例定数
はPWMのモードに依存する。
ンス係数、fSはスイッチング周波数、Ｉは方形波電流値
である。ここではfSは出力周波数ｆに比例し、比例定数
はPWMのモードに依存する。
fS＝Nm・ｆ また、ｆは出力電圧Ｖに比例するように制御される。
fS＝Nm・Kf・Ｖ ここで、電流Ｉは、PWMを行う低速領域にてほぼ一定
とみなすと、 Vc＝Km・Ｖ 結局サージ電圧成分Vcは、出力電圧Ｖに比例し、その
比例定数Kmはモードに応じて定まる。よって電圧検出値
VDETは VDET＝Ｖ＋Vc＝（１＋Km）・Ｖ となり、したがって（１＋Km）の分だけ電圧検出値、あ
るいは電圧基準値に補正をつけることにより、サージ電
圧による影響を除去した電圧制御を行うことができる。
とみなすと、 Vc＝Km・Ｖ 結局サージ電圧成分Vcは、出力電圧Ｖに比例し、その
比例定数Kmはモードに応じて定まる。よって電圧検出値
VDETは VDET＝Ｖ＋Vc＝（１＋Km）・Ｖ となり、したがって（１＋Km）の分だけ電圧検出値、あ
るいは電圧基準値に補正をつけることにより、サージ電
圧による影響を除去した電圧制御を行うことができる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。
なお、本実施例において、従来装置と構成が同一の部分
については同一の符号を付してその説明を省略する。
なお、本実施例において、従来装置と構成が同一の部分
については同一の符号を付してその説明を省略する。
第１図に示すように、本実施例は、PWMモードｍによ
り、補正ゲインgmを選択する選択回路31と、電圧検出器
11の出力信号と前記補正ゲインgmとを乗じ比較器12Aへ
出力する乗算器32を設けたものである。
り、補正ゲインgmを選択する選択回路31と、電圧検出器
11の出力信号と前記補正ゲインgmとを乗じ比較器12Aへ
出力する乗算器32を設けたものである。
本実施例において補正補正ゲインgmは、 であり、乗算器32の出力は、制御電圧値Ｖを推定したも
のとなり、サージ電圧の影響を除去した電圧制御を行う
ことができる。
のとなり、サージ電圧の影響を除去した電圧制御を行う
ことができる。
第２図は本発明の他の実施例の構成を示したものであ
る。第１図と相違するところは、補正ゲインｇ′ｍが、
電圧基準値に乗ざれている点である。ここで補正ゲイン
ｇ′ｍは ｇ′ｍ＝（１＋Km） であり、電圧検出値の誤差分を電圧基準値側で補うもの
で、電圧制御系としては、先の第１図による実施例と同
様な作用が得られる。
る。第１図と相違するところは、補正ゲインｇ′ｍが、
電圧基準値に乗ざれている点である。ここで補正ゲイン
ｇ′ｍは ｇ′ｍ＝（１＋Km） であり、電圧検出値の誤差分を電圧基準値側で補うもの
で、電圧制御系としては、先の第１図による実施例と同
様な作用が得られる。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、電圧サージに
よる影響を除去した電圧制御を行うことができるため、
交流電動機を安定に運転することができる。また、PWM
モードに応じた補正をかけるため、PWMモードの切り替
え時においても、突入電流が流れることなく安定とな
る。
よる影響を除去した電圧制御を行うことができるため、
交流電動機を安定に運転することができる。また、PWM
モードに応じた補正をかけるため、PWMモードの切り替
え時においても、突入電流が流れることなく安定とな
る。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図、第
３図は方形波モード時の出力電流と、出力電圧波形図、
第４図はPWM3山モード時の出力電流と、出力電圧波形
図、第５図はPWM3山モード時の出力電流と、出力電圧波
形図、第６図はPWMモード切り替え時の突入電流波形
図、第７図は従来の電力変換装置の構成を示すブロック
図である。 ２……整流器、４……インバータ回路 ８……速度設定器、11……電圧検出器 12A,12B……比較器、13……電圧制御回路 14……電流検出器、15……電流制御回路 17……周波数制御回路、31……選択回路 32……乗算器
２図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図、第
３図は方形波モード時の出力電流と、出力電圧波形図、
第４図はPWM3山モード時の出力電流と、出力電圧波形
図、第５図はPWM3山モード時の出力電流と、出力電圧波
形図、第６図はPWMモード切り替え時の突入電流波形
図、第７図は従来の電力変換装置の構成を示すブロック
図である。 ２……整流器、４……インバータ回路 ８……速度設定器、11……電圧検出器 12A,12B……比較器、13……電圧制御回路 14……電流検出器、15……電流制御回路 17……周波数制御回路、31……選択回路 32……乗算器
Claims (1)
- 【請求項１】周波数基準に応じて出力周波数を変化させ
る可変周波数電源において、前記可変周波数電源の電圧
を検出する電圧検出器と、前記電圧検出器の出力信号で
ある電圧検出信号と電圧基準信号を基に電圧制御を行う
電圧制御回路と、周波数基準に応じた複数の変調モード
により前記可変周波数電源の周波数を制御する周波数制
御回路とから構成され、前記変調モードに応じて前記電
力変換装置の制御信号を補正する補正手段を備えたこと
を特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63196083A JP2637178B2 (ja) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63196083A JP2637178B2 (ja) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0246175A JPH0246175A (ja) | 1990-02-15 |
| JP2637178B2 true JP2637178B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=16351925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63196083A Expired - Lifetime JP2637178B2 (ja) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2637178B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102780404A (zh) * | 2012-07-27 | 2012-11-14 | 徐州锐普变频技术有限公司 | 一种自动调节电机电流型变频器 |
| CN103607122A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-02-26 | 西安合电电气有限公司 | 一种谐波稳压治理系统 |
-
1988
- 1988-08-08 JP JP63196083A patent/JP2637178B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0246175A (ja) | 1990-02-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| S531 | Written request for registration of change of domicile |
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