JP2734111B2 - 電力回生回路の制御装置 - Google Patents
電力回生回路の制御装置Info
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- JP2734111B2 JP2734111B2 JP1223047A JP22304789A JP2734111B2 JP 2734111 B2 JP2734111 B2 JP 2734111B2 JP 1223047 A JP1223047 A JP 1223047A JP 22304789 A JP22304789 A JP 22304789A JP 2734111 B2 JP2734111 B2 JP 2734111B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はインバータ方式電力回生回路のアーム短絡
防止に関する。
防止に関する。
第２図は例えば特開昭61−73584号公報に記載された
従来のこの種の電力回生回路を示したものである。図に
おいて、１は３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の交流電源、２は限
流リアクトル、３は電流検出器（変流器）CT、４はPWM
制御される電力回生回路、５は平滑用のコンデンサ、６
はインバータ、７は誘導電動機である。電力回生回路４
は６個のトランジスタTr1〜Tr6をブリッジ接続してな
り、各トランジスタにはダイオードＤが逆並列接続され
ている。インバータ６も６個のトランジスタTrをブリッ
ジ接続してなり、各トランジスタTrにはダイオードＤが
逆並列接続されている。10は電力回生回路４の制御装置
であって、直流電圧指令器11、電圧調整器12、正弦波発
生器13、電流調整器14、PWM信号発生器15、デッドタイ
ム設定回路15A、搬送波発生器16を備えている。なお、
インバータ６の制御回路は図示を省略してある。
従来のこの種の電力回生回路を示したものである。図に
おいて、１は３相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の交流電源、２は限
流リアクトル、３は電流検出器（変流器）CT、４はPWM
制御される電力回生回路、５は平滑用のコンデンサ、６
はインバータ、７は誘導電動機である。電力回生回路４
は６個のトランジスタTr1〜Tr6をブリッジ接続してな
り、各トランジスタにはダイオードＤが逆並列接続され
ている。インバータ６も６個のトランジスタTrをブリッ
ジ接続してなり、各トランジスタTrにはダイオードＤが
逆並列接続されている。10は電力回生回路４の制御装置
であって、直流電圧指令器11、電圧調整器12、正弦波発
生器13、電流調整器14、PWM信号発生器15、デッドタイ
ム設定回路15A、搬送波発生器16を備えている。なお、
インバータ６の制御回路は図示を省略してある。
この構成において、力行運転時は、電力回生回路４は
整流回路として動作し、交流電源１からの交流をダイオ
ードＤを通して直流に変換する。インバータ６はこの直
流を指令された電圧・周波数の交流に変換して誘導電動
機７に給電する。誘導電動機７が駆動する負荷の状態が
変化して該誘導電動機７が発電動作に移行した場合、コ
ンデンサ５の電圧VSdが直流電圧指令器11の指令電圧よ
り大きくなると、発生電力はインバータ６のダイオード
Ｄを通して、電力回生回路４を通して交流電源１側へ回
生される。
整流回路として動作し、交流電源１からの交流をダイオ
ードＤを通して直流に変換する。インバータ６はこの直
流を指令された電圧・周波数の交流に変換して誘導電動
機７に給電する。誘導電動機７が駆動する負荷の状態が
変化して該誘導電動機７が発電動作に移行した場合、コ
ンデンサ５の電圧VSdが直流電圧指令器11の指令電圧よ
り大きくなると、発生電力はインバータ６のダイオード
Ｄを通して、電力回生回路４を通して交流電源１側へ回
生される。
この電力回生時、コンデンサ５の電圧と直流電圧指令
との偏差を増幅する電圧調整器12の出力が正弦波発生器
13で正弦波の電流指令is ＊に変換される。PWM信号発生
器15は、電流検出器３が検出する回生電流isと正弦波の
電流指令is ＊との偏差を、搬送波発生器16が出力する搬
送波と比較してPMW信号を作成し、デッドタイム設定回
路15Aを通したのち、ベース駆動回路（図示しない）を
介して電力回生回路４のトランジスタTr1〜Tr6に与え
る。電力回生回路４のトランジスタTr1〜Tr6は、交流電
源１の相電圧と同期して、所定順序でオン／オフ駆動さ
れ、インバータ６から供給される直流電力を交流電力に
変換して交流電源１に回生する。
との偏差を増幅する電圧調整器12の出力が正弦波発生器
13で正弦波の電流指令is ＊に変換される。PWM信号発生
器15は、電流検出器３が検出する回生電流isと正弦波の
電流指令is ＊との偏差を、搬送波発生器16が出力する搬
送波と比較してPMW信号を作成し、デッドタイム設定回
路15Aを通したのち、ベース駆動回路（図示しない）を
介して電力回生回路４のトランジスタTr1〜Tr6に与え
る。電力回生回路４のトランジスタTr1〜Tr6は、交流電
源１の相電圧と同期して、所定順序でオン／オフ駆動さ
れ、インバータ６から供給される直流電力を交流電力に
変換して交流電源１に回生する。
この場合、例えば、Ｕ相トランジスタTr1とＵ相トラ
ンジスタTr4のON期間に重なりが生じるアーム短絡を防
ぐために、上記デットタイム設定回路（遅延回路）15A
を設けて、第３図に示す如く、アーム短絡防止期間（デ
ッドタイム）tdを確保するようにしている。
ンジスタTr4のON期間に重なりが生じるアーム短絡を防
ぐために、上記デットタイム設定回路（遅延回路）15A
を設けて、第３図に示す如く、アーム短絡防止期間（デ
ッドタイム）tdを確保するようにしている。
しかし、このように、デッドタイムtdの設定により、
アーム短絡を防止する方法では、PWM演算が正弦波形よ
り歪み、回生電流isの高調波成分が増加するという問題
がある。
アーム短絡を防止する方法では、PWM演算が正弦波形よ
り歪み、回生電流isの高調波成分が増加するという問題
がある。
デッドタイムtdの設定によらないアーム短絡防止方法
としては、正側トランジスタTr1を０゜〜180゜の範囲内
で、負側トランジスタTr4を180゜〜360゜の範囲内でON
させる方法がある。第４図はこの方法を実施した回路例
を示したもので、正弦波発生器13の出力極性を判別する
極性判別器17と、ゲート素子18a、18bを有する選択回路
18を設け、極性判別器17が送出する極性判別信号（１、
０）に基づき選択回路18で正側トランジスタTr1または
負側トランジスタTr4を選択させる。
としては、正側トランジスタTr1を０゜〜180゜の範囲内
で、負側トランジスタTr4を180゜〜360゜の範囲内でON
させる方法がある。第４図はこの方法を実施した回路例
を示したもので、正弦波発生器13の出力極性を判別する
極性判別器17と、ゲート素子18a、18bを有する選択回路
18を設け、極性判別器17が送出する極性判別信号（１、
０）に基づき選択回路18で正側トランジスタTr1または
負側トランジスタTr4を選択させる。
しかし、この方法による場合は、回生電流isが正弦波
発生器13の９出力である電流指令is ＊に対して位相遅れ
を生じると、位相差分だけトランジスタの正しい選択が
遅れることになり、電流波形に歪が生じ、高調波成分が
増大するという問題がある。
発生器13の９出力である電流指令is ＊に対して位相遅れ
を生じると、位相差分だけトランジスタの正しい選択が
遅れることになり、電流波形に歪が生じ、高調波成分が
増大するという問題がある。
もちろん、上記極性判別に、実際の回生電流isを用い
れば、上記位相遅れの問題は無くなるが、今度は、実際
の回生電流isの大きさが零電流近傍になった場合、極性
判別信号が不能になって、トランジスタの選択かでき
ず、制御の不安定を招くという問題がででくる。
れば、上記位相遅れの問題は無くなるが、今度は、実際
の回生電流isの大きさが零電流近傍になった場合、極性
判別信号が不能になって、トランジスタの選択かでき
ず、制御の不安定を招くという問題がででくる。
本発明は上記従来の問題を解消するためになされたも
ので、正負スイッチング素子のスイッチング動作範囲を
区別してアーム短絡を防止する場合において、実電流の
極性判別が難しい電流領域における電流波形歪や制御の
不安定を防止することができる電力回生回路の制御装置
を提供することを目的とする。
ので、正負スイッチング素子のスイッチング動作範囲を
区別してアーム短絡を防止する場合において、実電流の
極性判別が難しい電流領域における電流波形歪や制御の
不安定を防止することができる電力回生回路の制御装置
を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するために、スイッチング素
子をブリッジ接続してなるインバータ式電力回生回路を
PWM制御する制御装置において、上記電力回生回路の交
流電源側電流を検出する電流検出器と、上記電力回生回
路に対する電流指令を送出する正弦波発生器と、上記電
流検出器の出力を上記電流指令で加算補正する加算補正
回路と、上記加算補正回路の出力の極性を判別する極性
判別器と、該極性判別器が送出する極性判別信号に基づ
き、上記電力回生回路の同一相のアームの正側又は負側
スイッチング素子を選択し、選択したスイッチング素子
にPWM信号を供給する選択回路とを具備してなることを
特徴とする電力回生回路の制御装置として構成されてい
る。例えば、加算補正回路の出力のうち少なくとも電流
指令成分を、極性判別可能な最小レベルを有するように
しておけば、従来極性の判別が難しかった、実電流が零
電流近傍となる場合でも、実電流の極性に対応するスイ
ッチング素子を確実に選択して、アームの短絡を防止で
きる。
子をブリッジ接続してなるインバータ式電力回生回路を
PWM制御する制御装置において、上記電力回生回路の交
流電源側電流を検出する電流検出器と、上記電力回生回
路に対する電流指令を送出する正弦波発生器と、上記電
流検出器の出力を上記電流指令で加算補正する加算補正
回路と、上記加算補正回路の出力の極性を判別する極性
判別器と、該極性判別器が送出する極性判別信号に基づ
き、上記電力回生回路の同一相のアームの正側又は負側
スイッチング素子を選択し、選択したスイッチング素子
にPWM信号を供給する選択回路とを具備してなることを
特徴とする電力回生回路の制御装置として構成されてい
る。例えば、加算補正回路の出力のうち少なくとも電流
指令成分を、極性判別可能な最小レベルを有するように
しておけば、従来極性の判別が難しかった、実電流が零
電流近傍となる場合でも、実電流の極性に対応するスイ
ッチング素子を確実に選択して、アームの短絡を防止で
きる。
この請求項１の発明では、極性判別に用いる信号が実
電流成分と電流指令成分を有しているので、実電流が零
電流近傍であっても、電流指令成分により極性判別を確
実に行うことができるので、実電流の極性に対応するス
イッチング素子を確実に選択することができる。
電流成分と電流指令成分を有しているので、実電流が零
電流近傍であっても、電流指令成分により極性判別を確
実に行うことができるので、実電流の極性に対応するス
イッチング素子を確実に選択することができる。
以下、この発明の１実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
第１図において、19aは位相反転器であって電流検出
器３を通して取り出した回生電流isの位相を位相反転す
る。19bは加算器であって、位相反転された回生電流is
を正弦波発生器13の出力（電流指令）is ＊に加算して、
iss＝is＋is ＊を極性判別器17に入力し、上記した位相
反転器19a及び加算器19bにより加算補正回路は構成され
ている。なお、is ＊とisの大きさは、例えば、is ＊は10
％、isは90％とする。他の構成は第５図のものと同じで
あるので、同一構成要素には同一符号を付してある。
器３を通して取り出した回生電流isの位相を位相反転す
る。19bは加算器であって、位相反転された回生電流is
を正弦波発生器13の出力（電流指令）is ＊に加算して、
iss＝is＋is ＊を極性判別器17に入力し、上記した位相
反転器19a及び加算器19bにより加算補正回路は構成され
ている。なお、is ＊とisの大きさは、例えば、is ＊は10
％、isは90％とする。他の構成は第５図のものと同じで
あるので、同一構成要素には同一符号を付してある。
この構成においては、加算器19bの出力issが正極性で
ある場合には、ゲート素子18aがゲートして、PWM信号が
ベース駆動回路を通してＵ相トランジスタTr1のベース
に与えられ、加算器19bの出力issが負極性である場合に
は、ゲート素子18bがゲートして、PWM信号の反転信号が
ベース駆動回路を通してＵ相トランジスタTr4のベース
に与えられる。なお、図示していないが、他相について
も同様である。
ある場合には、ゲート素子18aがゲートして、PWM信号が
ベース駆動回路を通してＵ相トランジスタTr1のベース
に与えられ、加算器19bの出力issが負極性である場合に
は、ゲート素子18bがゲートして、PWM信号の反転信号が
ベース駆動回路を通してＵ相トランジスタTr4のベース
に与えられる。なお、図示していないが、他相について
も同様である。
このように、本実施例では、極性判別に用いる信号i
ssが、90％の実電流成分isを有するから、正側トランジ
スタTr1、負側トランジスタTr4の選択が、実質上、実電
流isの極性に基づいて行われることとなり、電流指令is
＊を極性判別に用いる場合のような位相ずれによるトラ
ンジスタの選択ずれは無視することができる。
ssが、90％の実電流成分isを有するから、正側トランジ
スタTr1、負側トランジスタTr4の選択が、実質上、実電
流isの極性に基づいて行われることとなり、電流指令is
＊を極性判別に用いる場合のような位相ずれによるトラ
ンジスタの選択ずれは無視することができる。
また、極性判別に用いる信号issは、実電流isと電流
指令is ＊との加算値であるから、実電流成分isが零電流
近傍のレベルであって、実電流成分isだけでは極性判別
が難しい場合でも、電流指令成分is ＊があるため、極性
判別が確実に行われ、正負トランジスタの選択動作が不
安定になることはない。なお、実電流成分isと電流指令
成分is ＊の比率は、回生電流isの大きさに基づき決定す
る。
指令is ＊との加算値であるから、実電流成分isが零電流
近傍のレベルであって、実電流成分isだけでは極性判別
が難しい場合でも、電流指令成分is ＊があるため、極性
判別が確実に行われ、正負トランジスタの選択動作が不
安定になることはない。なお、実電流成分isと電流指令
成分is ＊の比率は、回生電流isの大きさに基づき決定す
る。
この発明は以上説明した通り、同一アームの正負スイ
ッチング素子の動作範囲を区別し、実電流の極性に応じ
て正または負のスイッチング素子を選択するアーム短絡
防止方法において、極性の判別を、実電流に電流指令を
加算補正した信号に基づき行う構成としたので、実電流
が小電流領域にある場合にも、電力回生回路のスイッチ
ング動作を不安定にすることなく、アーム短絡を確実に
防止することができる。
ッチング素子の動作範囲を区別し、実電流の極性に応じ
て正または負のスイッチング素子を選択するアーム短絡
防止方法において、極性の判別を、実電流に電流指令を
加算補正した信号に基づき行う構成としたので、実電流
が小電流領域にある場合にも、電力回生回路のスイッチ
ング動作を不安定にすることなく、アーム短絡を確実に
防止することができる。
第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
従来の電力回生回路の制御装置を示すブロック図、第３
図は上記従来例におけるデッドタイム設定によるアーム
短絡防止を説明するための図、第４図は従来の電力回生
回路の制御装置を示すブロック図である。 ４……電力回生回路、13……正弦波発生器、15……PWM
信号発生器、15A……デッドタイム設定回路、16……搬
送波発生器、17……極性判別器、18……選択回路、18
a、18b……ゲート素子、20……位相反転・波形整形器、
21……切換レベル設定器、22……切換信号作成器、23…
…切換スイッチ、19a……位相反転器、19b……加算器
従来の電力回生回路の制御装置を示すブロック図、第３
図は上記従来例におけるデッドタイム設定によるアーム
短絡防止を説明するための図、第４図は従来の電力回生
回路の制御装置を示すブロック図である。 ４……電力回生回路、13……正弦波発生器、15……PWM
信号発生器、15A……デッドタイム設定回路、16……搬
送波発生器、17……極性判別器、18……選択回路、18
a、18b……ゲート素子、20……位相反転・波形整形器、
21……切換レベル設定器、22……切換信号作成器、23…
…切換スイッチ、19a……位相反転器、19b……加算器
Claims (2)
- 【請求項１】スイッチング素子をブリッジ接続してなる
インバータ式電力回生回路をPWM制御する制御装置にお
いて、 上記電力回生回路の交流電源側電流を検出する電流検出
器と、上記電力回生回路に対する電流指令を送出する正
弦波発生器と、上記電流検出器の出力を上記電流指令で
加算補正する加算補正回路と、上記加算補正回路の出力
の極性を判別する極性判別器と、該極性判別器が送出す
る極性判別信号に基づき、上記電力回生回路の同一相の
アームの正側又は負側スイッチング素子を選択し、選択
したスイッチング素子にPWM信号を供給する選択回路と
を具備してなることを特徴とする電力回生回路の制御装
置。 - 【請求項２】上記加算補正回路の出力のうち、少なくと
も上記電流指令成分は、極性判別可能な大きさを有して
いる請求項１記載の電力回生回路の制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1223047A JP2734111B2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 電力回生回路の制御装置 |
| JP25060897A JP3235533B2 (ja) | 1989-08-31 | 1997-09-16 | 電力回生回路の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1223047A JP2734111B2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 電力回生回路の制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25060897A Division JP3235533B2 (ja) | 1989-08-31 | 1997-09-16 | 電力回生回路の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0389869A JPH0389869A (ja) | 1991-04-15 |
| JP2734111B2 true JP2734111B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=54803870
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1223047A Expired - Lifetime JP2734111B2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 電力回生回路の制御装置 |
| JP25060897A Expired - Lifetime JP3235533B2 (ja) | 1989-08-31 | 1997-09-16 | 電力回生回路の制御装置 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25060897A Expired - Lifetime JP3235533B2 (ja) | 1989-08-31 | 1997-09-16 | 電力回生回路の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JP2734111B2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP1223047A patent/JP2734111B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-09-16 JP JP25060897A patent/JP3235533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1075587A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3235533B2 (ja) | 2001-12-04 |
| JPH0389869A (ja) | 1991-04-15 |
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