JP2845543B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
- Publication number
- JP2845543B2 JP2845543B2 JP2029713A JP2971390A JP2845543B2 JP 2845543 B2 JP2845543 B2 JP 2845543B2 JP 2029713 A JP2029713 A JP 2029713A JP 2971390 A JP2971390 A JP 2971390A JP 2845543 B2 JP2845543 B2 JP 2845543B2
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- JP
- Japan
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- circuit
- voltage
- output
- power
- converter
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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、電気車などの単相電力を入力とし、これ
を三相交流電力に変換して電動機の駆動制御を行う電力
変換装置に関する。
を三相交流電力に変換して電動機の駆動制御を行う電力
変換装置に関する。
（従来の技術） 従来一般に、電気車の電力変換装置は第３図に示すよ
うな構成である。この第３図の電力変換装置において、
PANは集電器、SWは開閉器、Ｔは変圧器、Ｌはリアクト
ルであり、COVはGTOサイリスタとダイオードとによって
構成される単相パルス変調コンバータ、INVは同じくGTO
サイリスタとダイオードによって構成される三相パルス
変調インバータであり、さらにIMは誘導電動機、Ｃはコ
ンデンサである。
うな構成である。この第３図の電力変換装置において、
PANは集電器、SWは開閉器、Ｔは変圧器、Ｌはリアクト
ルであり、COVはGTOサイリスタとダイオードとによって
構成される単相パルス変調コンバータ、INVは同じくGTO
サイリスタとダイオードによって構成される三相パルス
変調インバータであり、さらにIMは誘導電動機、Ｃはコ
ンデンサである。
そして、このような従来の電力変換装置では、集電器
PANから開閉器SWを介して供給される電源電力を変圧器
Ｔにより変圧し、この変圧器Ｔからの変圧単相交流電力
をリアクトルＬを通してコンバータCOVに供給し、ここ
で直流に変化してインバータINVに与え、インバータINV
では可変電圧可変周波数制御により所望の電圧、周波数
の交流電力に再変換し、これを誘導電動機IMに供給する
ことにより誘導電動機IMの駆動制御を行うのである。
PANから開閉器SWを介して供給される電源電力を変圧器
Ｔにより変圧し、この変圧器Ｔからの変圧単相交流電力
をリアクトルＬを通してコンバータCOVに供給し、ここ
で直流に変化してインバータINVに与え、インバータINV
では可変電圧可変周波数制御により所望の電圧、周波数
の交流電力に再変換し、これを誘導電動機IMに供給する
ことにより誘導電動機IMの駆動制御を行うのである。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような電力変換装置では、入力電
力が単相であるために、第４図（ａ）に示すような入力
電圧があると、これをコンバータCOVに通して整流した
直流電圧は同図（ｂ）に示すように脈動波形となってし
まう。そこで、この直流電力をインバータINVに通して
交流電力に変換すると、電動機IMを流れる電流は同図
（ｃ）に示すように直流電圧の変動に追従して脈動し、
いわゆるビート現象を生じる問題点があった。
力が単相であるために、第４図（ａ）に示すような入力
電圧があると、これをコンバータCOVに通して整流した
直流電圧は同図（ｂ）に示すように脈動波形となってし
まう。そこで、この直流電力をインバータINVに通して
交流電力に変換すると、電動機IMを流れる電流は同図
（ｃ）に示すように直流電圧の変動に追従して脈動し、
いわゆるビート現象を生じる問題点があった。
そこで、これを回避するために特願昭62−254691号公
報「電動機の駆動装置」では電動機のすべり周波数を直
流電圧の脈動に応じて変化させ、電動機の入力周波数を
変化させる方式が提案されている。
報「電動機の駆動装置」では電動機のすべり周波数を直
流電圧の脈動に応じて変化させ、電動機の入力周波数を
変化させる方式が提案されている。
しかしながら、このような方式では、電動機のすべり
周波数をきめ細かく制御することに限界があり、十分に
脈動を抑えることが期待できない問題点があった。
周波数をきめ細かく制御することに限界があり、十分に
脈動を抑えることが期待できない問題点があった。
この発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、電動機電流に生じるビート現象を確実に取り除
くことのできる電力変換装置を提供することを目的とす
る。
もので、電動機電流に生じるビート現象を確実に取り除
くことのできる電力変換装置を提供することを目的とす
る。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の電力変換装置は、コンバータの直流電力の
電圧を検出する直流電圧検出器と、この直流電圧検出器
の出力波形を整形して直流電圧から脈動成分を取り出す
フィルタ回路と、電圧指令と周波数指令とから変調波を
作る変調波回路と、前記フィルタ回路の出力と変調波回
路の出力とを加算する加算器と、この加算器からの出力
の上限値と下限値とを決定するリミッタ回路と、高周波
搬送波を生成する搬送波回路と、この搬送波回路からの
搬送波出力と前記リミッタ回路からの出力とを比較する
比較回路とを備え、前記比較回路の出力信号により前記
インバータのゲート制御を行うようにしたものである。
電圧を検出する直流電圧検出器と、この直流電圧検出器
の出力波形を整形して直流電圧から脈動成分を取り出す
フィルタ回路と、電圧指令と周波数指令とから変調波を
作る変調波回路と、前記フィルタ回路の出力と変調波回
路の出力とを加算する加算器と、この加算器からの出力
の上限値と下限値とを決定するリミッタ回路と、高周波
搬送波を生成する搬送波回路と、この搬送波回路からの
搬送波出力と前記リミッタ回路からの出力とを比較する
比較回路とを備え、前記比較回路の出力信号により前記
インバータのゲート制御を行うようにしたものである。
（作用） この発明の電力変換装置では、電圧指令と周波数指令
とから変調波を作る変調波回路からの変調波信号と、フ
ィルタ回路からの直流電圧の脈動成分の信号とを加算回
路において加算し、これをリミッタ回路に通す。リミッ
タ回路では、波高値が高い変調波に対して制限を掛けて
から比較回路に出力する。比較回路では搬送波回路から
の搬送波とリミッタ回路を通って制限の掛けられた変調
波とを比較し、この比較結果をインバータにゲート制御
信号として出力する。
とから変調波を作る変調波回路からの変調波信号と、フ
ィルタ回路からの直流電圧の脈動成分の信号とを加算回
路において加算し、これをリミッタ回路に通す。リミッ
タ回路では、波高値が高い変調波に対して制限を掛けて
から比較回路に出力する。比較回路では搬送波回路から
の搬送波とリミッタ回路を通って制限の掛けられた変調
波とを比較し、この比較結果をインバータにゲート制御
信号として出力する。
この結果として、コンバータの出力としての直流電圧
に応じて、その波高値の高いところではインバータの変
調率をしぼり、逆に直流電圧の波高値の低いところでは
変調率を大きくし、こうしてインバータ出力電圧を直流
電圧の脈動に影響されない一定電圧に制御することがで
きる。
に応じて、その波高値の高いところではインバータの変
調率をしぼり、逆に直流電圧の波高値の低いところでは
変調率を大きくし、こうしてインバータ出力電圧を直流
電圧の脈動に影響されない一定電圧に制御することがで
きる。
（実施例） 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。
第１図はこの発明の一実施例を示しており、一般例と
しての第３図の電動機駆動制御用の主回路と共通の主回
路を備えており、さらにコンバータCOVの出力側に直流
電圧を検出するための電圧検出器VDが追加して設けられ
ており、これがインバータ制御回路INVCに入力されるよ
うになっている。
しての第３図の電動機駆動制御用の主回路と共通の主回
路を備えており、さらにコンバータCOVの出力側に直流
電圧を検出するための電圧検出器VDが追加して設けられ
ており、これがインバータ制御回路INVCに入力されるよ
うになっている。
インバータ制御回路INVCは、前記電圧検出器VDからの
電圧検出信号を整形するフィルタ回路１と、高周波三角
搬送波を出力する搬送波回路２と、電圧指令Ｖ＊と周波
数指令ｆ＊とに基づいて変調波を生成する変調波回路３
とを備えている。さらに、フィルタ回路１と変調波回路
３からの信号を加算する加算器４と、この加算器４の出
力に制限を掛けるリミッタ回路５と、前記搬送波回路２
からの搬送波とリミッタ回路５からの出力信号とを比較
する比較回路６をも備えている。
電圧検出信号を整形するフィルタ回路１と、高周波三角
搬送波を出力する搬送波回路２と、電圧指令Ｖ＊と周波
数指令ｆ＊とに基づいて変調波を生成する変調波回路３
とを備えている。さらに、フィルタ回路１と変調波回路
３からの信号を加算する加算器４と、この加算器４の出
力に制限を掛けるリミッタ回路５と、前記搬送波回路２
からの搬送波とリミッタ回路５からの出力信号とを比較
する比較回路６をも備えている。
次に、上記の構成の電力変換装置の動作について説明
する。
する。
コンバータCOVにより単相電力が直流に変換され、そ
の電圧信号が電圧検出器VDにより検出され、フィルタ回
路１により整形されて加算器４に入力される。またイン
バータINVの出力指令として電圧指令Ｖ＊と周波数指令
ｆ＊とがあり、これらが変調波回路３に与えられ、変調
波回路３はこの２条件に応じた正弦波状の変調波を作成
して加算器４に出力する。
の電圧信号が電圧検出器VDにより検出され、フィルタ回
路１により整形されて加算器４に入力される。またイン
バータINVの出力指令として電圧指令Ｖ＊と周波数指令
ｆ＊とがあり、これらが変調波回路３に与えられ、変調
波回路３はこの２条件に応じた正弦波状の変調波を作成
して加算器４に出力する。
加算器４ではフィルタ回路１からの脈動を伴う直流電
圧信号を変調波回路３からの変調波信号に重畳し、この
交流電圧波形信号がリミッタ回路５に入力される。
圧信号を変調波回路３からの変調波信号に重畳し、この
交流電圧波形信号がリミッタ回路５に入力される。
リミッタ回路５では所定波高以上の波形が制限され、
特に直流電圧波形で波高値の高い部分が制限され、脈動
における波高値の低い部分にほぼ揃えられてこの出力が
比較回路６に入力される。
特に直流電圧波形で波高値の高い部分が制限され、脈動
における波高値の低い部分にほぼ揃えられてこの出力が
比較回路６に入力される。
比較回路６では、搬送波回路２からの高周波三角搬送
波とリミッタ回路５からの出力とが比較され、比較結果
がインバータINVの制御信号として出力されていく。
波とリミッタ回路５からの出力とが比較され、比較結果
がインバータINVの制御信号として出力されていく。
ここで、変調波ａと搬送波ｂとの関係は第２図に示す
ように、変調波a1の波高値が比較的高い同図（ａ）のよ
うな場合、リミッタ回路に掛けなければ同図（ｂ）に示
すような電流c1がインバータINVから出力されることに
なり、同図（ｃ）のように変調波a2の波高値が比較的低
い場合には同図（ｄ）に示すような電流c2が得られ、こ
れらより明らかなように、直流電圧に脈動があってそれ
が変調波信号に重畳されているならば、第４図（ｃ）に
示すように脈動がそのままインバータINVの電流に現れ
てくる。
ように、変調波a1の波高値が比較的高い同図（ａ）のよ
うな場合、リミッタ回路に掛けなければ同図（ｂ）に示
すような電流c1がインバータINVから出力されることに
なり、同図（ｃ）のように変調波a2の波高値が比較的低
い場合には同図（ｄ）に示すような電流c2が得られ、こ
れらより明らかなように、直流電圧に脈動があってそれ
が変調波信号に重畳されているならば、第４図（ｃ）に
示すように脈動がそのままインバータINVの電流に現れ
てくる。
しかしながら、直流電圧の脈動があってそれが変調波
信号に重畳された信号に対して、第２図（ｅ）に示すよ
うにリミッタ回路５により変調波a3の所定波高以上の部
分に制限を掛けるならば、同図（ｆ）に示すような電流
c3をインバータINVから出力させることができ、直流電
圧の低い部分に対応する変調波の波高値に対応した一律
な波形の電流が得られる。この結果、第４図（ｄ）に示
すように直流電圧の脈動の影響をほとんど受けない出力
電流c3をインバータINVから誘導電動機IMに与えること
ができるようになる。
信号に重畳された信号に対して、第２図（ｅ）に示すよ
うにリミッタ回路５により変調波a3の所定波高以上の部
分に制限を掛けるならば、同図（ｆ）に示すような電流
c3をインバータINVから出力させることができ、直流電
圧の低い部分に対応する変調波の波高値に対応した一律
な波形の電流が得られる。この結果、第４図（ｄ）に示
すように直流電圧の脈動の影響をほとんど受けない出力
電流c3をインバータINVから誘導電動機IMに与えること
ができるようになる。
このようにして、コンバータCOVの出力となる直流電
圧に応じて波高値が高いところではインバータINVの変
調率をしぼり、逆に波高値が低いところでは変調率を大
きくした電流を流すことにより、直流電圧の脈動に影響
されないほぼ一定波高のインバータ出力を得ることがで
きるのである。
圧に応じて波高値が高いところではインバータINVの変
調率をしぼり、逆に波高値が低いところでは変調率を大
きくした電流を流すことにより、直流電圧の脈動に影響
されないほぼ一定波高のインバータ出力を得ることがで
きるのである。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、コンバータの直流出
力に生じる電圧脈動を検出して、これを変調波に加算
し、リミッタ回路により所定波高以上の部分を制限し、
ほぼ波高の揃った変調波にして比較回路に与え、搬送波
と比較してインバータの制御信号を得るようにしている
ために、電動機を直流電圧の脈動に影響されることなく
ほぼ一定のトルクで回転させることができ、しかも直流
電圧脈動の速い動きに対して時間遅れなしに追従して電
動機電流を制御できる。
力に生じる電圧脈動を検出して、これを変調波に加算
し、リミッタ回路により所定波高以上の部分を制限し、
ほぼ波高の揃った変調波にして比較回路に与え、搬送波
と比較してインバータの制御信号を得るようにしている
ために、電動機を直流電圧の脈動に影響されることなく
ほぼ一定のトルクで回転させることができ、しかも直流
電圧脈動の速い動きに対して時間遅れなしに追従して電
動機電流を制御できる。
第１図はこの発明の一実施例の回路ブロック図、第２図
（ａ）〜（ｆ）は上記の実施例の動作を説明するための
各部の波形図、第３図は一般的な電動機主回路のブロッ
ク図、第４図は従来例の動作を説明するタイミングチャ
ートである。 INV……インバータ、COV……コンバータ IM……誘導電動機、VD……電圧検出器 １……フィルタ回路、２……搬送波回路 ３……変調波回路、４……加算器 ５……リミッタ回路、６……比較回路
（ａ）〜（ｆ）は上記の実施例の動作を説明するための
各部の波形図、第３図は一般的な電動機主回路のブロッ
ク図、第４図は従来例の動作を説明するタイミングチャ
ートである。 INV……インバータ、COV……コンバータ IM……誘導電動機、VD……電圧検出器 １……フィルタ回路、２……搬送波回路 ３……変調波回路、４……加算器 ５……リミッタ回路、６……比較回路
Claims (1)
- 【請求項１】単相交流電力を入力としてこれを直流電力
に変換するコンバータと、このコンバータからの直流電
力をさらにインバータにより三相交流電力に変換して三
相交流電動機に供給して電動機の回転制御を行う電力変
換装置において、 前記コンバータの直流電圧を検出する直流電圧検出器
と、 この直流電圧検出器の出力波形を整形して前記直流電圧
の脈動成分を取り出すフィルタ回路と、 電圧指令と周波数指令とから変調波を作る変調波回路
と、 前記フィルタ回路の出力と変調波回路の出力とを加算す
る加算器と、 この加算器からの出力の上限値と下限値とを決定するリ
ミッタ回路と、 高周波搬送波を生成する搬送波回路と、 この搬送波回路からの搬送波出力と前記リミッタ回路か
らの出力とを比較する比較回路とを備え、 前記比較回路の出力信号により前記インバータのゲート
制御を行うようにして成る電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2029713A JP2845543B2 (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2029713A JP2845543B2 (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03235673A JPH03235673A (ja) | 1991-10-21 |
| JP2845543B2 true JP2845543B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=12283751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2029713A Expired - Lifetime JP2845543B2 (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2845543B2 (ja) |
-
1990
- 1990-02-13 JP JP2029713A patent/JP2845543B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03235673A (ja) | 1991-10-21 |
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