JP2821181B2 - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JP2821181B2 JP2821181B2 JP1145366A JP14536689A JP2821181B2 JP 2821181 B2 JP2821181 B2 JP 2821181B2 JP 1145366 A JP1145366 A JP 1145366A JP 14536689 A JP14536689 A JP 14536689A JP 2821181 B2 JP2821181 B2 JP 2821181B2
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- Japan
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- inverter
- neutral point
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- circuit
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- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多重パルス幅変調インバータにおける直流回
路の中性点電流を防止したインバータ装置に関する。
路の中性点電流を防止したインバータ装置に関する。
交流電動機の回転速度を制御する場合、PWMインバー
タ装置が用いられるが、従来のPWMインバータの出力電
圧は正，負の２レベルのため、出力電流に含まれる高周
波成分が大きい問題がある。
タ装置が用いられるが、従来のPWMインバータの出力電
圧は正，負の２レベルのため、出力電流に含まれる高周
波成分が大きい問題がある。
そこで、従来ではPWMインバータの出力電流に含まれ
る高調波成分を低減する方法として特開昭56−74088号
に記載のように、PWMインバータを直列に多重化してイ
ンバータの出力電圧を正,0,負の３つのレベルにして高
調波成分を低減する方法が提案されている。
る高調波成分を低減する方法として特開昭56−74088号
に記載のように、PWMインバータを直列に多重化してイ
ンバータの出力電圧を正,0,負の３つのレベルにして高
調波成分を低減する方法が提案されている。
上記従来技術はインバータの出力電圧が０となる期間
において出力電流が直流回路の中性点に流れ、またそれ
は直流平滑コンデンサに流入するために、直流電圧（コ
ンデンサ電圧）がインバータの出力周波数の３倍周波数
で変動する問題があつた。
において出力電流が直流回路の中性点に流れ、またそれ
は直流平滑コンデンサに流入するために、直流電圧（コ
ンデンサ電圧）がインバータの出力周波数の３倍周波数
で変動する問題があつた。
本発明の目的は、この中性点電流を０にするように制
御して直流電圧の変動をなくし、コンデンサ容量の低減
を可能にした高調波の少ない交流を出力し得るインバー
タ装置を提供することにある。
御して直流電圧の変動をなくし、コンデンサ容量の低減
を可能にした高調波の少ない交流を出力し得るインバー
タ装置を提供することにある。
上記目的は中性点を共通とする２台の直列多重インバ
ータを並列に設け、各インバータの出力電圧の位相差が
60度となるように制御することにより達成できる。
ータを並列に設け、各インバータの出力電圧の位相差が
60度となるように制御することにより達成できる。
直列多重インバータの直流回路中性点には出力電圧に
同期した３倍周波数の電流が流れる。したがつて、出力
電圧の位相差が60゜の直列多重インバータをセツト並列
運転し、直流中性点を共通にした構成とすれば両インバ
ータの中性点電流は互いに逆位相のため中性点電流を０
化できる。
同期した３倍周波数の電流が流れる。したがつて、出力
電圧の位相差が60゜の直列多重インバータをセツト並列
運転し、直流中性点を共通にした構成とすれば両インバ
ータの中性点電流は互いに逆位相のため中性点電流を０
化できる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第
１図において、直列多重インバータ1,2はそれぞれ直流
電圧を正,0,負の３レベルの交流電圧に変換し、交流電
動機３に３相の交流電圧をそれぞれ供給する。直列多重
インバータ1,2を構成するスイツチング素子にはPWMパル
ス演算器4,5において、出力電圧指令Vu＊,Vv＊,Vw＊及
びVu＊＊,Vv＊＊,Vw＊＊と搬送波信号をそれぞれ比較し
て作られたオン，オフパルスが与えられる。電圧指令演
算器６は回転磁界座標系の励磁電流指令Id＊，トルク電
流指令Iq＊及び一次角周波数指令ω１＊に基づいて回転
磁界座標系の電圧指令Vd＊,Vq＊を演算して座標変換器
７に出力する。座標変換器７では座標変換基準指令ω１
＊ｔに基づいて電圧指令Vd＊,Vq＊を固定子座標系の３
相交流電圧指令Vu＊,Vv＊,Vw＊及び３相交流電圧指令Vu
＊,Vv＊,Vw＊に対してそれぞれ60度位相遅れとなるよう
な３相交流電圧指令Vu＊＊,Vv＊＊,Vw＊＊に変換してPW
Mパルス演算器4,5に出力する。
１図において、直列多重インバータ1,2はそれぞれ直流
電圧を正,0,負の３レベルの交流電圧に変換し、交流電
動機３に３相の交流電圧をそれぞれ供給する。直列多重
インバータ1,2を構成するスイツチング素子にはPWMパル
ス演算器4,5において、出力電圧指令Vu＊,Vv＊,Vw＊及
びVu＊＊,Vv＊＊,Vw＊＊と搬送波信号をそれぞれ比較し
て作られたオン，オフパルスが与えられる。電圧指令演
算器６は回転磁界座標系の励磁電流指令Id＊，トルク電
流指令Iq＊及び一次角周波数指令ω１＊に基づいて回転
磁界座標系の電圧指令Vd＊,Vq＊を演算して座標変換器
７に出力する。座標変換器７では座標変換基準指令ω１
＊ｔに基づいて電圧指令Vd＊,Vq＊を固定子座標系の３
相交流電圧指令Vu＊,Vv＊,Vw＊及び３相交流電圧指令Vu
＊,Vv＊,Vw＊に対してそれぞれ60度位相遅れとなるよう
な３相交流電圧指令Vu＊＊,Vv＊＊,Vw＊＊に変換してPW
Mパルス演算器4,5に出力する。
次に、第２図〜第４図を用いて動作を説明する。第２
図は直列多重インバータの詳細な回路構成図である。11
は直流電源であり、平滑コンデンサ12,13を著列接続し
たものが直流電源11に並列接続される。これら２つの平
滑コンデンサ12,13の相互接続点は直流回路中性点とし
て用いられる。スイツチング回路はトランジスタ31〜3
4,41〜44,51〜54およびフライホイールダイオード35〜3
8,45〜48,55〜58および各出力端子U,V,Wを中性点電位に
クランプするためのクランプダイオード39,40,49,50,5
9,60から構成される。
図は直列多重インバータの詳細な回路構成図である。11
は直流電源であり、平滑コンデンサ12,13を著列接続し
たものが直流電源11に並列接続される。これら２つの平
滑コンデンサ12,13の相互接続点は直流回路中性点とし
て用いられる。スイツチング回路はトランジスタ31〜3
4,41〜44,51〜54およびフライホイールダイオード35〜3
8,45〜48,55〜58および各出力端子U,V,Wを中性点電位に
クランプするためのクランプダイオード39,40,49,50,5
9,60から構成される。
この直列多重インバータを構成するトランジスタ31〜
34,41〜44,51〜54は出力電圧指令Vu＊,Vv＊,Vw＊あるい
はVu＊＊,Vv＊＊,Vw＊＊と搬送波信号とを比較して得ら
れるパルス幅変調（PWM）パルスによつてオン，オフす
る。そのとき、31と33及び32と34の各々が互いに共役の
関係でオン，オフするように動作する。すなわち、31が
オンのとき、33はオフ、逆に31がオフのときは33がオ
ン、また32がオンのときは34がオフ、逆に32がオフのと
きは34がオン動作を行う。トランジスタ31と32がオン状
態のとき＋Ｅ、また32と33がオン状態のとき０、さらに
33と34がオン状態のとき−Ｅの出力電圧が得られる。こ
の結果、出力端子Ｕの電圧は＋E,0,−Ｅの間で変化し、
インバータ出力の高調波含有率が低減される。しかしな
がら、この０電圧の期間中の出力電流はすべて直流回路
中性点に流れるため、中性点電圧、すなわち平滑コンデ
ンサ12と13の電圧が変化する問題がある。出力端子V,W
相についても同様である。
34,41〜44,51〜54は出力電圧指令Vu＊,Vv＊,Vw＊あるい
はVu＊＊,Vv＊＊,Vw＊＊と搬送波信号とを比較して得ら
れるパルス幅変調（PWM）パルスによつてオン，オフす
る。そのとき、31と33及び32と34の各々が互いに共役の
関係でオン，オフするように動作する。すなわち、31が
オンのとき、33はオフ、逆に31がオフのときは33がオ
ン、また32がオンのときは34がオフ、逆に32がオフのと
きは34がオン動作を行う。トランジスタ31と32がオン状
態のとき＋Ｅ、また32と33がオン状態のとき０、さらに
33と34がオン状態のとき−Ｅの出力電圧が得られる。こ
の結果、出力端子Ｕの電圧は＋E,0,−Ｅの間で変化し、
インバータ出力の高調波含有率が低減される。しかしな
がら、この０電圧の期間中の出力電流はすべて直流回路
中性点に流れるため、中性点電圧、すなわち平滑コンデ
ンサ12と13の電圧が変化する問題がある。出力端子V,W
相についても同様である。
そこで、本発明では中性点電流が０となるように出力
電圧の位相差が60゜異なる直列多重インバータを２台並
列接続するようにしている。すなわち、中性点電流が出
力周波数の３倍周波数が流れることに着目し、各インバ
ータの中性点電流が逆位相となるように、各インバータ
の出力電圧指令（Vu＊,Vv＊,Vw＊とVu＊＊,Vv＊＊,Vw＊
＊）に60゜の位相差をもたせるようにしている。第３図
は直列多重インバータ1,2と交流電動機３の主回路構成
の結線図である。直列多重インバータ1,2は直流電源11
及び平滑コンデンサ12,13を共通としており、直列多重
インバータ1,2から中性点電流はクランプダイオード39,
40,69,70（Ｕ相のめ明示）を通して直流回路中性点に流
れる。また、直列多重インバータ1,2の出力は電気的に6
0゜の位相差を持つ交流電動機３の各巻線に接続され
る。
電圧の位相差が60゜異なる直列多重インバータを２台並
列接続するようにしている。すなわち、中性点電流が出
力周波数の３倍周波数が流れることに着目し、各インバ
ータの中性点電流が逆位相となるように、各インバータ
の出力電圧指令（Vu＊,Vv＊,Vw＊とVu＊＊,Vv＊＊,Vw＊
＊）に60゜の位相差をもたせるようにしている。第３図
は直列多重インバータ1,2と交流電動機３の主回路構成
の結線図である。直列多重インバータ1,2は直流電源11
及び平滑コンデンサ12,13を共通としており、直列多重
インバータ1,2から中性点電流はクランプダイオード39,
40,69,70（Ｕ相のめ明示）を通して直流回路中性点に流
れる。また、直列多重インバータ1,2の出力は電気的に6
0゜の位相差を持つ交流電動機３の各巻線に接続され
る。
次に本発明の動作を第４図を用いて説明する。直列多
重インバータ1,2の出力電圧は座標変換器７からの60゜
位相差の出力電圧指令Vu＊及びVu＊＊によつて制御され
るので、インバータ1,2の中性点電流はiN1およびiN2と
なる。このとき、中性点電流iN2はiN1と逆位相となるの
で、両者は互いに打消し合い、両者の和は零となる。な
お、インバータ1,2の出力電圧は交流電動機３の各巻線
に加えられ、交流電動機３は２台のインバータの合成出
力に駆動される。
重インバータ1,2の出力電圧は座標変換器７からの60゜
位相差の出力電圧指令Vu＊及びVu＊＊によつて制御され
るので、インバータ1,2の中性点電流はiN1およびiN2と
なる。このとき、中性点電流iN2はiN1と逆位相となるの
で、両者は互いに打消し合い、両者の和は零となる。な
お、インバータ1,2の出力電圧は交流電動機３の各巻線
に加えられ、交流電動機３は２台のインバータの合成出
力に駆動される。
本発明によれば、直列多重インバータの平滑コンデン
サに流入する中性点電流を零化できるので、直流回路中
性点電圧の変動を低減できる。また、平滑コンデンサの
リプル電流を低減し容量を小さくすることができる。
サに流入する中性点電流を零化できるので、直流回路中
性点電圧の変動を低減できる。また、平滑コンデンサの
リプル電流を低減し容量を小さくすることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は直列
多重インバータの主回路構成を示す結線図、第３図は本
発明のシステム構成を示す結線図、第４図は本発明の動
作を説明する波形図である。 1,2……直列多重インバータ、３……交流電動機、4,5…
…PWMパルス演算器、６……電圧指令演算器、７……座
標変換器、８……積分器、11……直流電源、12,13……
平滑用コンデンサ、31〜34,41〜44,51〜54……トランジ
スタ、35〜38,45〜48,55〜58……フライホイルダイオー
ド、39,40,49,50,59,60,69,70……クランプダイオー
ド。
多重インバータの主回路構成を示す結線図、第３図は本
発明のシステム構成を示す結線図、第４図は本発明の動
作を説明する波形図である。 1,2……直列多重インバータ、３……交流電動機、4,5…
…PWMパルス演算器、６……電圧指令演算器、７……座
標変換器、８……積分器、11……直流電源、12,13……
平滑用コンデンサ、31〜34,41〜44,51〜54……トランジ
スタ、35〜38,45〜48,55〜58……フライホイルダイオー
ド、39,40,49,50,59,60,69,70……クランプダイオー
ド。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02M 7/42 - 7/98 H02P 7/63
Claims (2)
- 【請求項１】直流電源及び直流回路のリプル電流を吸収
するための平滑コンデンサより構成され、中性点出力を
有する直流回路と、第１から第４の４つのスイッチング
素子が直列に接続されて前記直流回路の両端子に接続さ
れ、かつ第２及び第３の素子の相互接続点はインバータ
出力端子に接続され、また第1,第２の素子の相互接続点
と第3,第４の素子の相互接続点は前記直流回路の中性点
とダイオードを介して接続される構成を備え、前記スイ
ッチング素子の第１と第３、及び第２と第４が互いに共
役な関係でオンオフ制御される第１の３相インバータと
前記第１の３相インバータと同一構成の第２の３相イン
バータが前記中性点出力を有する直流回路に並列に接続
されたインバータ装置において、前記直流回路の中性点
に流れる電流が減少するように、第１の３相インバータ
と第２の３相インバータの出力電圧の位相差が60゜とな
るように制御することを特徴とするインバータ装置。 - 【請求項２】請求項１において、第１の３相インバータ
と第２の３相インバータの出力に60゜位相差の２つの巻
線を有する交流電動機を接続したことを特徴とするイン
バータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1145366A JP2821181B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1145366A JP2821181B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0315273A JPH0315273A (ja) | 1991-01-23 |
| JP2821181B2 true JP2821181B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=15383551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1145366A Expired - Lifetime JP2821181B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2821181B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07118116B2 (ja) * | 1983-04-06 | 1995-12-18 | 三菱電機株式会社 | 磁気記録再生装置の磁気テープ停止位置検知装置 |
| JPS59191158A (ja) * | 1983-04-14 | 1984-10-30 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気テ−プの停止位置検知方法 |
| JPS59201260A (ja) * | 1983-04-29 | 1984-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気テ−プの停止位置検知方法 |
| JPS59201259A (ja) * | 1983-04-29 | 1984-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気テ−プの停止位置検知方法 |
| KR100325934B1 (ko) * | 1999-12-30 | 2002-02-27 | 이계안 | Ａ 필라 몰딩 마운팅 구조 |
| JP5923215B2 (ja) * | 2013-02-28 | 2016-05-24 | 株式会社日立製作所 | 回転機及び回転機ドライブシステム |
| US20200328691A1 (en) * | 2019-04-11 | 2020-10-15 | Hamilton Sundstrand Corporation | Dc bus capacitor balancing for three-level, six-phase voltage source converters |
-
1989
- 1989-06-09 JP JP1145366A patent/JP2821181B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0315273A (ja) | 1991-01-23 |
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