JP3164738B2 - 高出力インバータ装置 - Google Patents
高出力インバータ装置Info
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Description
ンバータ装置に広く適用可能なものであり、インバータ
装置に使用されるスイッチング素子の利用効率を最大限
に引き出し、高出力化を図ると同時に連続的な出力制御
を行うことが可能なインバータ装置に関するものであ
る。
圧が最大変調率以上にならないよう制限を加えた場合の
PWM制御原理を示したものである。スイッチング素子
固有の特性やインバータ回路の保護上の制限からある、
ある一定時間内以下(Tmin ;最小オン・オフ時間)で
高速にスイッチング素子を開閉することができない。こ
のため、一般のインバータ等では図5に示すように出力
目標値EC1(9)を制限したり、PWM制御での変調信
号(キャリア信号)Csiga(8a),Csigb(8b)の
周波数を下げたりするなどして素子の制限を回避するの
が一般的である。
M制御方式として、単純にスイッチング素子のパルス数
を減らし、最終的に1パルスの方形波出力で高い電圧を
得る制御方式が考案されている。
ことなく、PWM制御を行う方法として、三相3線のイ
ンバータ装置では、出力波形が対称正弦波であることを
前提として、三相個々のインバータ装置のPWM制御を
電気角60度区間ごとに順次停止するよう目標出力制御
信号を定め(1.0に固定する)、残りの二相で線間電
圧を制御するといったことも考えられている(文献;平
成4年電気学会全国大会講演論文集〔5,528〕「L
SM駆動用PWMインバータの出力電圧向上に関する検
討」)。
は、PWM制御上許される範囲に出力を制限することが
必要であり、この制限は大容量器ほど大きくなるため、
コストパフォーマンスは著しく低下させる。
変調周波数を下げて行けば、ある程度、素子の利用効率
の改善は図れるが、変調周波数の低下に比例して制御性
能が低減すると同時に、出力高調波の増加や波形歪とい
った欠点が顕著に現れる。
いう方式も、制御性能を著しく低減させると同時に、波
形歪や高調波を増加させるといった欠点がある。
PWM制御を停止するという方式は、60度区間を規定
することが難しく、その出力波形が非正弦波の場合には
全く適用できない。
装置や単相インバータ装置では線間電圧を制御するとい
ったことが原理的にできないため、前記の従来技術は実
現不可能である。
求項1は、複数のPWM(パルス幅変調)インバータ・
ユニットによって直列に多重化されたインバータ装置に
おいて、前記各インバータ・ユニットのいずれかがスイ
ッチング素子の制約から決まるPWM制御上可能な最大
変調率に達したとき、前記インバータ・ユニットごとに
行われているPWM制御を順次最大出力振幅値を与える
制御点で固定させて最大電圧を出力するとともに、前記
最大出力振幅値に達していない前記インバータ・ユニッ
トに対して総合目標出力(多重インバータ全体で出力し
ようとする目標出力値)に応じた出力制御を行うことに
よって、連続的な出力制御を行うことを特徴とする高出
力インバータ装置を提供する。また請求項2の発明は、
前記連続的な出力制御が、PWM制御であることを特徴
とする請求項1に記載の高出力インバータ装置を提供す
る。
を導通状態に保つことで素子の利用効率を最大限に引き
出すことが可能となり、結果的に出力容量を増加させる
ことができる。
かのインバータ・ユニットがPWM制御を行うため、P
WM制御を停止しているインバータ・ユニットが存在し
ても、多重インバータ装置全体として連続的な出力制御
を行うことができる。
たものである。インバータ・ユニット(1)はどのよう
な方式のPWMインバータでもよく、出力変圧器(2)
が接続できて、かつ図1に示すように多重化が行えれば
よい。
例としてフルブリッジインバータのPWM制御原理を示
したものである。フルブリッジインバータを構成するス
イッチング素子(6)のSW1、SW2、SW3、SW
4は2種類のキャリア信号Csiga(8a),Csigb(8
b)と目標出力制御信号EC1(9)を比較することでオ
ン・オフ制御を行う。このとき目標出力制御信号(9)
がスイッチング素子(6)の最小オン・オフ時間Tmin
(10)の制限から決まる最大変調率aL (7)を越え
ると、それ以上短い時間Tmin (10)以下でスイッチ
ングができないため、目標出力制御信号が最大変調率以
上になった領域(11)でスイッチング素子をオン状態
に保つことで、高い電圧出力が得られるようにする。
出力制御信号の制御方式を示している。インバータ全体
ので目標出力制御信号EC (9e)が最大変調率Mu×
aL(13a)に達した段階で第1番目のインバー・タ
ユニット(INV−1)の目標出力制御信号EC1(9
a)を1.0に保ち常時スイッチング素子をオン状態に
することで最大の出力電圧を得ることができる。残りの
インバータはインバータ全体の目標出力制御信号が所定
の値EC(9e)になるよう、目標出力制御信号を均等に
分担して制御を行うEC2(9b)、EC3(9c),EC4
(9d)。
台)の目標出力制御信号が最大変調率1+(Mu−1)
×aL (13b)に達した段階で、第2番目のインバー
タ・ユニット(INV−2)の目標出力制御信号E
C2(9b)を1.0に固定すると同時に、残りのインバ
ータ・ユニットで全体の目標出力制御信号が所定の値E
C(9e)になるように均等に制御信号を分担する。こ
うして最大変調率に順次達した段階で1台づつインバー
タ・ユニットの変調率を1.0に固定すると同時に残り
のインバータで目標出力制御信号どうりに出力が得られ
るよう制御して行く。
とで、従来のような最大変調率以下で制御された場合に
比べ、図4のように多重化数Mu に応じて、数1に定義
する出力増加率を1.1倍から2倍程度に上げることが
可能である。
出力制御が行えるため、三相インバータでは、負荷回路
は三相3線でも三相4線でも構成可能である。
止させることで高出力化を図るため、PWM(パルス幅
変調)制御の変調周波数を高くしてもスイッチング素子
の利用効率を低減させることなく制御することが可能で
ある。
列多重接続したインバータ装置の構成図である。
ータ・ユニットのPWM制御の1実施例でフルブリッジ
インバータを用いた場合の説明図である。
御を行う場合のインバータ・ユニットの制御過程を示し
た説明図である。
を行った場合と、総合目標出力を最大変調率で制御した
場合とを出力増加率という観点から評価した図である。
号を最大変調率に制限した場合の説明図である。
最大変調率 8a‥キャリア信号a 8b‥キャリア信号b 9…インバータ・ユニットの目標出力制御信号(EC ≦
|1.0|) 9a…INV−1の目標出力制御信号 9b…INV−2の目標出力制御信号 9c…INV−3の目標出力制御信号 9d…INV−4の目標出力制御信号 9e…多重インバータ全体の総合目標出力制御信号 10…スイッチング素子の最小オン・オフ時間 11…目標出力制御信号を1.0に固定しスイッチング
素子をオン状態に保つ領域 12…インバータ・ユニット1台の出力電圧 13a…多重インバータ全体(Mu台)の総合目標出力
制御制御信号がインバータの総合最大変調率(Mu×a
L )に達する点 13b…残りの多重インバータ全体(Mu−1)の総合
目標出力制御制御信号が総合最大変調率((Mu−1)
×aL )に達する点 13c…残りの多重インバータ全体(Mu−2)の総合
目標出力制御制御信号が総合最大変調率((Mu−2)
×aL )に達する点 13d…残りの多重インバータ全体(Mu−3)の総合
目標出力制御制御信号が総合最大変調率((Mu−3)
×aL )に達する点 14…目標出力制御信号を最大変調率に固定し、スイッ
チング素子の最小オン・オフ時間を確保する制御領域
Claims (2)
- 【請求項1】 複数のPWM(パルス幅変調)インバー
タ・ユニットによって直列に多重化されたインバータ装
置において、前記各インバータ・ユニットのいずれかが スイッチング
素子の制約から決まるPWM制御上可能な最大変調率に
達したとき、前記インバータ・ユニットごとに行われて
いるPWM制御を順次最大出力振幅値を与える制御点で
固定させて最大電圧を出力するとともに、前記最大出力
振幅値に達していない前記インバータ・ユニットに対し
て総合目標出力(多重インバータ全体で出力しようとす
る目標出力値)に応じた出力制御を行うことによって、
連続的な出力制御を行うことを特徴とする高出力インバ
ータ装置。 - 【請求項2】 前記連続的な出力制御は、PWM制御で
あることを特徴とする請求項1に記載の高出力インバー
タ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22870994A JP3164738B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 高出力インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22870994A JP3164738B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 高出力インバータ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0870581A JPH0870581A (ja) | 1996-03-12 |
JP3164738B2 true JP3164738B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=16880585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22870994A Expired - Lifetime JP3164738B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 高出力インバータ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3164738B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6198178B1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-03-06 | International Power Systems, Inc. | Step wave power converter |
WO2009044293A2 (en) | 2007-06-04 | 2009-04-09 | Sustainable Energy Technologies | Prediction scheme for step wave power converter and inductive inverter topology |
JP6399273B1 (ja) * | 2018-04-23 | 2018-10-03 | 三菱電機株式会社 | 電源装置 |
-
1994
- 1994-08-30 JP JP22870994A patent/JP3164738B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0870581A (ja) | 1996-03-12 |
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