JP3182322B2 - PWM control device for NPC inverter - Google Patents

PWM control device for NPC inverter

Info

Publication number
JP3182322B2
JP3182322B2 JP22551295A JP22551295A JP3182322B2 JP 3182322 B2 JP3182322 B2 JP 3182322B2 JP 22551295 A JP22551295 A JP 22551295A JP 22551295 A JP22551295 A JP 22551295A JP 3182322 B2 JP3182322 B2 JP 3182322B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
triangular wave
phase
input
voltage
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP22551295A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0974767A (en
Inventor
沢 洋 介 中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP22551295A priority Critical patent/JP3182322B2/en
Publication of JPH0974767A publication Critical patent/JPH0974767A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3182322B2 publication Critical patent/JP3182322B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、NPCインバータ
(Neutral Point Clamped インバータ)すなわち中性点
クランプ式インバータのPWM装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an NPC inverter (Neutral Point Clamped Inverter), that is, a PWM device of a neutral point clamp type inverter.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は従来装置の要部構成を示すブロッ
ク図である。この図において、三相電圧指令演算部11
はU,V,W各相の電圧指令Vu Ref,Vv Ref,Vw
Refを出力する。三角波位相発生部15は、三角波周波
数fswを入力として三角波位相θp を出力する。正側三
角波発生部16及び負側三角波発生部17は、この三角
波位相θp の入力に基いて正側三角波TRIp 及び負側
三角波TRIn を出力する。三角波比較部13は、三相
電圧指令Vu Ref,Vv Ref,Vw Refと、これら正負
三角波TRIp ,TRIn との大小比較に基いて各相の
PWM電圧指令Vu PWM,Vv PWM,Vw PWMを
出力する。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a main part of a conventional apparatus. In this figure, a three-phase voltage command calculation unit 11
Is the voltage command Vu Ref, Vv Ref, Vw of each phase of U, V, W
Output Ref. The triangular wave phase generator 15 receives the triangular wave frequency fsw as input and outputs a triangular wave phase θp. The positive triangular wave generator 16 and the negative triangular wave generator 17 output a positive triangular wave TRIp and a negative triangular wave TRIn based on the input of the triangular wave phase θp. The triangular wave comparing section 13 outputs PWM voltage commands Vu PWM, Vv PWM, Vw PWM of each phase based on a magnitude comparison between the three-phase voltage commands Vu Ref, Vv Ref, Vw Ref and these positive and negative triangular waves TRIp, TRIn. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、NPC
インバータのスイッチング素子として用いられるGTO
(ゲートターンオフサイリスタ)には、一度オンすると
一定時間の間はオフできない最小オンパルス幅時間が存
在する。そのため、電圧指令が小さくて、本来はパルス
幅を最小オンパルス幅よりも狭くしなければならないP
WM電圧の場合、指令値に追従しない動作領域では、パ
ルス幅が指令値と違うことによる電流波形ひずみを引き
起こし、電流制御系の不安定や、トルクリップルの問題
が生じていた。
However, the NPC
GTO used as switching element of inverter
(Gate turn-off thyristor) has a minimum on-pulse width time that cannot be turned off for a fixed time once turned on. Therefore, the voltage command is small, and the pulse width must be narrower than the minimum on-pulse width.
In the case of the WM voltage, in an operation region in which the command value is not followed, a current waveform distortion due to a difference in pulse width from the command value is caused, thereby causing problems of instability of a current control system and torque ripple.

【0004】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、最小オンパルス幅を確保しながら、小さな電圧
指令に対しても追従するPWM電圧を出力することので
きるNPCインバータのPWM制御装置を提供すること
を目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a PWM control apparatus for an NPC inverter that can output a PWM voltage that can follow a small voltage command while securing a minimum on-pulse width. It is intended to provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項1記載の発明は、三相電圧指令を
演算して出力する三相電圧指令演算部と、三角波周波数
を入力として、入力された周波数で振幅2πの鋸波を三
角波位相として出力する三角波位相発生部と、前記三角
波位相発生部から出力される三角波位相を入力とし、入
力された三角波位相に同期して、インバータの直流リン
ク電圧の半分を振幅とした三角波を演算して正側三角波
として出力する正側三角波発生部と、正負三角波位相差
設定部としての値πを出力する正負三角波位相差設定部
と、前記三角波位相発生部から出力される三角波位相と
前記正負三角波位相差設定部から出力される正負三角波
位相との加算値を入力とし、入力された位相に同期し
て、インバータの直流リンク電圧の半分を振幅とした三
角波を演算して負側三角波として出力する負側三角波発
生部と、前記三角波位相発生部から出力される三角波位
相を入力とし、入力された三角波位相に同期した方形波
を直流バイアス電圧として出力する直流バイアス電圧発
生部と、前記三相電圧指令演算部から出力される三相電
圧指令と、前記直流バイアス電圧発生部から出力される
直流バイアス電圧を入力として、三相電圧指令に直流バ
イアス電圧をそれぞれ加算して、新たな三相電圧指令と
して出力する直流バイアス電圧加算部と、前記直流バイ
アス電圧加算部から出力される三相電圧指令と、前記正
側三角波発生部から出力される正側三角波と、前記負側
三角波発生部から出力される負側三角波とを入力とし、
三相電圧指令と、正側三角波及び負側三角波との大小比
較により三相PWM電圧指令を出力する三角波比較部
と、を備えたことを特徴とする。
Means for Solving the Problems As means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a three-phase voltage command calculation unit for calculating and outputting a three-phase voltage command, and a triangular wave frequency as an input. A triangular wave phase generator for outputting a sawtooth wave having an input frequency of 2π as a triangular wave phase, a triangular wave phase output from the triangular wave phase generator as an input, synchronizing with the input triangular wave phase, A positive triangular wave generator for calculating a triangular wave having an amplitude of half of the DC link voltage and outputting the triangular wave as a positive triangular wave, a positive / negative triangular wave phase difference setting unit for outputting a value π as a positive / negative triangular wave phase difference setting unit, and the triangular wave The added value of the triangular wave phase output from the phase generator and the positive / negative triangular wave phase output from the positive / negative triangular wave phase difference setting unit is input, and the DC of the inverter is synchronized with the input phase. A negative triangular wave generator that calculates a triangular wave having an amplitude of half the link voltage and outputs the triangular wave as a negative triangular wave, and a triangular wave phase output from the triangular wave phase generator as an input and a square synchronized with the input triangular wave phase A DC bias voltage generator that outputs a wave as a DC bias voltage; a three-phase voltage command output from the three-phase voltage command calculator; and a DC bias voltage output from the DC bias voltage generator. A DC bias voltage adding unit that adds a DC bias voltage to the phase voltage command and outputs a new three-phase voltage command; a three-phase voltage command output from the DC bias voltage adding unit; The positive triangular wave output from the unit and the negative triangular wave output from the negative triangular wave generating unit as inputs,
A triangular wave comparison unit that outputs a three-phase PWM voltage command by comparing the magnitude of the three-phase voltage command with the positive triangular wave and the negative triangular wave.

【0006】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、変調率を入力として、変調率に従ってPW
Mモードを出力するPWMモード切替部を備え、前記正
負三角波位相差設定部は、前記PWMモード切替部から
出力されるPWMモードを入力とし、入力されたPWM
モードに従って値π又は0のいずれかを選択して正負三
角波位相差として出力するものであり、前記直流バイア
ス電圧発生部は、前記PWMモード切替部から出力され
るPWMモードと、前記三角波位相発生部から出力され
る三角波位相を入力とし、PWMモードに従って、PW
Mモードが通常モードを表すときには値0を、PWMモ
ードが直流バイアスモードを表すときには入力された三
角波位相に同期した方形波を、直流バイアス電圧として
出力するものである、ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a PW is input in accordance with the modulation rate and a modulation rate is input.
A PWM mode switching unit that outputs an M mode, wherein the positive / negative triangular wave phase difference setting unit receives the PWM mode output from the PWM mode switching unit as an input, and
The DC bias voltage generation unit selects either the value π or 0 according to the mode and outputs the selected value as a positive / negative triangular wave phase difference. The DC bias voltage generation unit includes a PWM mode output from the PWM mode switching unit and the triangular wave phase generation unit. Input the triangular wave phase output from the
When the M mode indicates the normal mode, a value of 0 is output as a DC bias voltage, and when the PWM mode indicates a DC bias mode, a square wave synchronized with the input triangular wave phase is output as a DC bias voltage.

【0007】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記直流バイアス電圧発生部は、変調率
と、前記三角波位相発生部から出力される三角波位相と
を入力とし、入力された三角波位相に同期して、入力さ
れた変調率に従って振幅の異なる方形波を、直流バアイ
ス電圧として出力するものである、ことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the DC bias voltage generator receives a modulation factor and a triangular wave phase output from the triangular wave phase generator as inputs. Synchronously with the phase of the triangular wave, a square wave having a different amplitude according to the input modulation factor is output as a DC bais voltage.

【0008】請求項4記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記直流バイアス電圧発生部は、前記三角
波位相発生部から出力される三角波位相と、直流リンク
部正側電圧と、直流リンク部負側電圧と、負荷力率とを
入力として、直流リンク部正側電圧と直流リンク部負側
電圧との差の正負と負荷力率の正負とに従って、入力さ
れた三角波正弦波位相の一周期ごとに直流バイアスの正
負を決定し、決定された直流バイアスの正負に従って直
流バイアス電圧を出力するものである、ことを特徴とす
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the DC bias voltage generating section includes: a triangular wave phase output from the triangular wave phase generating section; a DC link section positive side voltage; The negative triangular sine wave phase is input according to the positive and negative of the difference between the DC link positive voltage and the negative DC link voltage and the positive and negative of the load power factor with the negative load voltage and the load power factor as inputs. The DC bias is determined for each cycle, and a DC bias voltage is output according to the determined DC bias.

【0009】本発明は、上記構成によって、電圧指令が
小さいときには、直流バイアス電圧を各相電圧指令に加
えて、線間電圧は指令値通りに保ったままで各相電圧指
令値を最小オンパルス幅制限にかからない大きさに変化
させることにより、最小オンパルス幅を確保している。
そして、線間電圧としては指令値に等しくなるように制
御するとともに、正側三角波と負側三角波とが逆位相に
なるように設定した上で、直流バイアス電圧を正負交互
に与えている。これにより、スイッチング回数を増やす
ことなしに、各スイッチング素子の通流バランスをとる
ことができる。
According to the present invention, when the voltage command is small, the DC bias voltage is added to each phase voltage command, and the phase voltage command value is limited to the minimum on-pulse width while keeping the line voltage as the command value. The minimum on-pulse width is secured by changing the size so that it does not overlap.
The line voltage is controlled so as to be equal to the command value, the positive triangular wave and the negative triangular wave are set so as to have opposite phases, and the DC bias voltage is applied alternately to the positive and negative. This makes it possible to balance the flow of each switching element without increasing the number of times of switching.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基いて説明する。図1は第1の実施形態の構成を示すブ
ロック図である。この実施形態のPWM制御装置は、三
相電圧指令演算部11と、直流バイアス電圧加算部12
と、三角波比較部13と、直流バイアス電圧発生部14
と、三角波位相発生部15と、正負三角波位相差設定部
16と、正側三角波発生部17と、負側三角波発生部1
8とを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment. The PWM control device according to this embodiment includes a three-phase voltage command calculating unit 11 and a DC bias voltage adding unit 12
, A triangular wave comparison unit 13 and a DC bias voltage generation unit 14
, A triangular wave phase generating unit 15, a positive / negative triangular wave phase difference setting unit 16, a positive triangular wave generating unit 17, and a negative triangular wave generating unit 1.
8 is provided.

【0011】三角波位相発生部15は、三角波周波数f
swを入力として、振幅が2π(π:円周率)で周波数が
fswののこぎり波を、三角波位相θp として出力する。
この三角波位相θp の波形を図3に示す。
The triangular wave phase generator 15 has a triangular wave frequency f
With the sw as an input, a sawtooth wave having an amplitude of 2π (π: pi) and a frequency of fsw is output as a triangular wave phase θp.
FIG. 3 shows the waveform of the triangular wave phase θp.

【0012】[0012]

【数1】 正側三角波発生部17は、三角波位相発生部15から出
力される三角波位相θp を入力として、θp に同期し
て、振幅が直流リンク電圧Vdcの半分の三角波TRIp
を次の式により演算し出力する。
(Equation 1) The positive-side triangular wave generator 17 receives the triangular wave phase θp output from the triangular wave phase generator 15 as an input, and in synchronization with θp, the triangular wave TRIp whose amplitude is half of the DC link voltage Vdc.
Is calculated by the following equation and output.

【0013】[0013]

【数2】 正負三角波位相差設定部16は、正負三角波位相差位相
δとしてπを出力する。
(Equation 2) The positive / negative triangular wave phase difference setting unit 16 outputs π as the positive / negative triangular wave phase difference phase δ.

【0014】負側三角波発生部18は、三角波位相発生
部15から出力される三角波位相θp と、正負三角波位
相差設定部16から出力される正負三角波位相差位相δ
との加算結果θn を入力として、θn に同期して、振幅
が直流リンク電圧Vdcの半分の三角波TRIn を次の式
により演算し出力する。
The negative triangular wave generator 18 includes a triangular wave phase θp output from the triangular wave phase generator 15 and a positive / negative triangular wave phase difference phase δ output from the positive / negative triangular wave phase difference setting unit 16.
And outputs the triangular wave TRIn whose amplitude is half of the DC link voltage Vdc in accordance with the following equation in synchronization with θn.

【0015】[0015]

【数3】 三相電圧指令演算部11は、U,V,W各相の電圧指令
Vu Ref,Vv Ref,Vw Refを出力する。
(Equation 3) The three-phase voltage command calculator 11 outputs voltage commands Vu Ref, Vv Ref, and Vw Ref for each of the U, V, and W phases.

【0016】直流バイアス電圧発生部14は、三角波位
相発生部15から出力される三角波位相θp を入力とし
て、図3に示すように、三角波位相θp に従って、次の
計算により直流バイアス電圧Vbiasを出力する。 θp =0において、Vbias(N)=−Vbias(N-1) (Nは整数) 直流バイアス電圧Vbiasの大きさ|Vbias|は、例え
ば、直流リンク電圧Vdcの1/4に設定する。 |Vbias|=1/4・Vdc 直流バイアス加算部12は、直流バイアス電圧加算部1
4から出力されるVbiasと、三相電圧指令演算部11か
ら出力される三相電圧指令Vu Ref,Vv Ref,Vw R
efを入力し、次の演算により、新たな三相電圧指令Vu
,Vv ,Vw を出力する。 Vu =Vu Ref+Vbias Vv =Vv Ref+Vbias Vw =Vv Ref+Vbias 三角波比較部13は、直流バイアス電圧加算部12から
出力される三相電圧指令Vu ,Vv ,Vw と、正側三角
波発生部17から出力される正側三角波TRIp と、負
側三角波発生部18から出力される負側三角波TRIn
を入力として、各相電圧指令と、正負三角波との大小比
較により、各相PWM電圧指令Vu PWM,Vv PW
M,Vw PWMを求めて出力する。
The DC bias voltage generator 14 receives the triangular wave phase θp output from the triangular wave phase generator 15 as an input, and outputs a DC bias voltage Vbias by the following calculation according to the triangular wave phase θp as shown in FIG. . When θp = 0, Vbias (N) = − Vbias (N−1) (N is an integer) The magnitude | Vbias | of the DC bias voltage Vbias is set to, for example, 1 / of the DC link voltage Vdc. | Vbias | = 1/4 · Vdc The DC bias adding section 12 is a DC bias voltage adding section 1
4 and the three-phase voltage commands Vu Ref, Vv Ref, Vw R output from the three-phase voltage command calculation unit 11.
ef, and a new three-phase voltage command Vu is obtained by the following calculation.
, Vv, Vw. Vu = Vu Ref + Vbias Vv = Vv Ref + Vbias Vw = Vv Ref + Vbias The triangular wave comparator 13 outputs the three-phase voltage commands Vu, Vv, Vw output from the DC bias voltage adder 12 and the positive output from the positive triangular wave generator 17. Side triangular wave TRIp and negative side triangular wave TRIn output from negative side triangular wave generator 18.
, And each phase PWM voltage command Vu PWM, Vv PW is obtained by comparing the magnitude of each phase voltage command with a positive / negative triangular wave.
M and Vw PWM are obtained and output.

【0017】 U相について: Vu ≧TRIp のとき :Vu PWM=+Vdc/2 Vu ≦TRIn のとき :Vu PWM=−Vdc/2 TRIn <Vu <TRIp のとき: Vv PWM=0 V相W相についても同様に、 V相について: Vv ≧TRIp のとき :Vv PWM=+Vdc/2 Vv ≦TRIn のとき :Vv PWM=−Vdc/2 TRIn <Vv <TRIp のとき: Vv PWM=0 W相について: Vw ≧TRIp のとき :Vw PWM=+Vdc/2 Vw ≦TRIn のとき :Vw PWM=−Vdc/2 TRIn <Vw <TRIp のとき: Vw PWM=0 図2は、U相を例にとり、電圧指令Vu 、PWM電圧指
令Vu PWM、正側三角波TRIp 、負側三角波TRI
n の相互の関係を示した波形図である。U相電圧指令V
u Refに直流バイアス電圧Vbiasを加えて、新たなU相
電圧指令Vu とすることにより、U相PWM電圧指令V
u PWMの各パルスのうち最も小さな幅のパルスについ
ても、最小オンパルス幅を確保することができる。そし
て、正側三角波TRIp と負側三角波TRIn との位相
をπだけずらすと共に、三角波位相θp の周期に合わせ
て直流バイアス電圧Vbiasの極性を交互に変化させてい
るので、スイッチング回数を増やすことなくスイッチン
グ素子の通流バランスをとることが可能になっている。
すなわち図1の構成のPWM制御装置を用いれば、電圧
指令値が小さくても、スイッチング素子の最小オンパル
ス幅制限にかかわらず指令値通りの電圧を出力すること
が可能になる。
Regarding the U-phase: When Vu ≧ TRIp: VuPWM = + Vdc / 2 When Vu ≦ TRIn: VuPWM = −Vdc / 2 When TRIn <Vu <TRIp: VvPWM = 0 Also for the V-phase W phase Similarly, for the V phase: When Vv ≧ TRIp: Vv PWM = + Vdc / 2 When Vv ≦ TRIn: Vv PWM = −Vdc / 2 TRIn <Vv <For TRIp: Vv PWM = 0 For the W phase: Vw ≧ In the case of TRIp: Vw PWM = + Vdc / 2 When Vw ≦ TRIn: Vw PWM = −Vdc / 2 In the case of TRIn <Vw <TRIp: Vw PWM = 0 FIG. Voltage command Vu PWM, positive triangular wave TRIp, negative triangular wave TRI
FIG. 6 is a waveform diagram showing the mutual relationship of n. U-phase voltage command V
By adding the DC bias voltage Vbias to u Ref to obtain a new U-phase voltage command Vu, the U-phase PWM voltage command Vu is obtained.
The minimum on-pulse width can be ensured even for the pulse having the smallest width among the u PWM pulses. Since the phases of the positive triangular wave TRIp and the negative triangular wave TRIn are shifted by π and the polarity of the DC bias voltage Vbias is alternately changed in accordance with the cycle of the triangular wave phase θp, the switching is performed without increasing the number of switching operations. It is possible to balance the flow of the elements.
That is, by using the PWM control device having the configuration shown in FIG. 1, even if the voltage command value is small, it is possible to output a voltage according to the command value regardless of the minimum on-pulse width limitation of the switching element.

【0018】図4は、第2の実施形態の構成を示すブロ
ック図である。この実施形態のPWM制御装置は、三相
電圧指令演算部11と、直流バイアス電圧加算部12
と、三角波比較部13と、直流バイアス電圧加算部14
と、三角波位相発生部15と、正負三角波位相差設定部
16と、正側三角波発生部17と、負側三角波発生部1
8と、PWMモード切替部19とで構成される。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment. The PWM control device according to this embodiment includes a three-phase voltage command calculating unit 11 and a DC bias voltage adding unit 12
, A triangular wave comparator 13 and a DC bias voltage adder 14
, A triangular wave phase generating unit 15, a positive / negative triangular wave phase difference setting unit 16, a positive triangular wave generating unit 17, and a negative triangular wave generating unit 1.
8 and a PWM mode switching unit 19.

【0019】PWMモード切替部19は、三相出力電圧
の変調率α(αは次のように定義する。三相電圧指令の
振幅を|V|とすると、α=2×|V|Vdc、Vdcは直
流リンク電圧)を入力として、次の条件判別によりPW
MモードPWMmodeを出力する。すなわち、PWMモー
ド切替変調率αCHGと入力された変調率αを大小比較
して、 α>αCHGのとき:PWMmode=1(1は通常モード
を表す) α≦αCHGのとき:PWMmode=0(0は直流バイア
スモードを表す) のように「1」又は「0」を出力する。
The PWM mode switching unit 19 determines the modulation factor α of the three-phase output voltage (α is defined as follows. If the amplitude of the three-phase voltage command is | V |, α = 2 × | V | Vdc, Vdc is the DC link voltage) and PW
The M mode PWM mode is output. That is, the PWM mode switching modulation rate αCHG and the input modulation rate α are compared in magnitude, and when α> αCHG: PWMmode = 1 (1 represents the normal mode) When α ≦ αCHG: PWMmode = 0 (0 is “1” or “0” is output as shown in FIG.

【0020】ここで、PWMモード切替変調率αCHG
は、次の条件を満たすことが必要である。 0<αCHG<0.5 αCHGは、例えば0.3と設定する。
Here, the PWM mode switching modulation rate αCHG
Must satisfy the following conditions. 0 <αCHG <0.5 αCHG is set to, for example, 0.3.

【0021】直流バイアス電圧発生部14は、PWMモ
ード切替部19から出力されるPWMモードPWMmode
と、三角波位相発生部15から出力される三角波位相θ
p を入力として、PWMモードPWMmodeの値が0のと
きには、図3に示すように、三角波位相θp に従って、
次の計算により直流バイアス電圧Vbiasを出力し、PW
MモードPWMmodeの値が1のときには、0を直流バイ
アス電圧Vbiasとして出力する。PWMmode=0のとき(直流バイアスモードのとき): θp =0において、Vbias(N)=−Vbias(N-1) (Nは整数) 直流バイアス電圧Vbiasの大きさ|Vbias|は、例え
ば、直流リンク電圧Vdcの1/4に設定する。 |Vbias|=1/4・VdcPWMmode=1のとき(通常モードのとき): Vbias=0 正負三角波位相差設定部16は、PWMモード切替部1
9から出力されるPWMモードPWMmodeを入力とし
て、PWMmodeに従って、正負三角波位相差位相δを切
り替えて出力する。PWMmode=0のとき(直流バイアスモードのとき): δ=πPWMmode=1のとき(通常モードのとき): δ=0 上記以外の構成要素の動作は第一の実施形態と同様であ
るため、説明を省略する。
The DC bias voltage generating section 14 is adapted to output the PWM mode PWMmode output from the PWM mode switching section 19.
And the triangle wave phase θ output from the triangle wave phase generator 15
When p is input and the PWM mode value is 0, as shown in FIG. 3, according to the triangular wave phase θp,
The DC bias voltage Vbias is output by the following calculation, and PW
When the value of the M mode PWMmode is 1, 0 is output as the DC bias voltage Vbias. When PWMmode = 0 (DC bias mode): When θp = 0, Vbias (N) = − Vbias (N−1) (N is an integer) The magnitude | Vbias | of the DC bias voltage Vbias is, for example, DC Set to 1/4 of the link voltage Vdc. | Vbias | == · Vdc When PWMmode = 1 (in the normal mode): Vbias = 0 The positive / negative triangular wave phase difference setting unit 16 sets the PWM mode switching unit 1
9, the PWM mode output from the PWM mode 9 is input, and the positive and negative triangular wave phase difference phase δ is switched and output in accordance with the PWM mode. When PWMmode = 0 (in DC bias mode): δ = π When PWMmode = 1 (in normal mode): δ = 0 Since the operation of the other components is the same as in the first embodiment, Description is omitted.

【0022】次に、第3の実施形態を図5により説明す
る。これは、第1の実施形態において、直流バイアス電
圧を変調率αによって変化させるようにしたものであ
る。すなわち、この実施形態の直流バイアス電圧発生部
14は、変調率αと、三角波位相発生部15から出力さ
れる三角波位相θp を入力として、あらかじめ記憶して
おいた直流バイアス電圧Vbiasを入力に従って出力す
る。そして、図3に示すように、三角波位相θp に従っ
て、次の計算により直流バイアス電圧Vbiasを出力す
る。 θp =0において、Vbias(N)=Vbias(N-1) (Nは整数) 直流バイアス電圧Vbiasの大きさ|Vbias|は、例え
ば、変調率αによって次のように設定する。 |Vbias|=Vdc×α/2 その他の構成要素の動作は、第一の実施形態と同様であ
るため、説明を省略する。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. This is such that the DC bias voltage is changed by the modulation factor α in the first embodiment. That is, the DC bias voltage generator 14 of this embodiment receives the modulation rate α and the triangular wave phase θp output from the triangular wave phase generator 15 and outputs the DC bias voltage Vbias stored in advance according to the input. . Then, as shown in FIG. 3, the DC bias voltage Vbias is output by the following calculation according to the triangular wave phase θp. When θp = 0, Vbias (N) = Vbias (N−1) (N is an integer) The magnitude | Vbias | of the DC bias voltage Vbias is set as follows by the modulation factor α, for example. | Vbias | = Vdc × α / 2 The operation of the other components is the same as that of the first embodiment, and thus the description is omitted.

【0023】次に、第4の実施形態を図6により説明す
る。これは、第一の実施形態において、NPCインバー
タの直流リンク電圧中性点電位変動を抑制する制御を加
えたものである。この実施形態における直流バイアス電
圧発生部14は、直流リンク正側電圧VdcPと直流リン
ク部負側電圧VdcMと、インバータ出力電圧と電流の位
相差φから求められる負荷力率cos φと、三角波位相発
生部15から出力される三角波位相θp を入力として、
次の手順で直流バイアス電圧Vbiasを求めて出力する。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. This is a modification of the first embodiment in which control is performed to suppress the fluctuation of the DC link voltage neutral point potential of the NPC inverter. The DC bias voltage generation unit 14 in this embodiment includes a DC link positive voltage VdcP and a DC link negative voltage VdcM, a load power factor cos φ obtained from a phase difference φ between the inverter output voltage and current, and a triangular wave phase generation. With the triangular wave phase θp output from the unit 15 as an input,
The DC bias voltage Vbias is obtained and output in the following procedure.

【0024】すなわち、まず、直流リンク部正側電圧V
dcPと直流リンク部負側電圧VdeMとの差を直流リンク
部電圧差ΔVdcとして演算し、符号判別して直流リンク
電圧差符号PMdcを求める。 入力された負荷力率cos φの符号判別を行い、負荷力率
符号PMLを求める。 直流リンク電圧の大きさ|Vbias|は、例えばVdc/4
とする。直流バイアス電圧指令VbiasRefを次の演算に
より求める。 VbiasRef=PML×PMdc×|Vbias| 入力された三角波位相θp がθp =0のときの直流バイ
アス電圧指令VbiasRefを直流バイアス電圧Vbiasとし
て出力し、次に値が変更されるまで直流バイアス電圧V
biasは、その値に保持する。 その他の構成要素の動作は第一の実施形態と同様である
ため、説明を省略する。
That is, first, the DC link section positive side voltage V
The difference between dcP and the DC link section negative voltage VdeM is calculated as the DC link section voltage difference ΔVdc, and the sign is determined to determine the DC link voltage difference sign PMdc. The sign of the input load power factor cos φ is determined, and the load power factor sign PML is obtained. The magnitude | Vbias | of the DC link voltage is, for example, Vdc / 4.
And The DC bias voltage command VbiasRef is obtained by the following calculation. VbiasRef = PML × PMdc × | Vbias | The DC bias voltage command VbiasRef when the input triangular wave phase θp is θp = 0 is output as the DC bias voltage Vbias, and the DC bias voltage Vbias until the value is changed next.
bias is kept at that value. The operation of the other components is the same as in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.

【0025】上記の構成により、直流リンク電圧の中性
点電位の変動を抑制させながら、電圧指令値が小さくて
も、スイッチング素子の最小オンパルス幅制限にかから
ずに指令値通りの電圧を出力することが可能になる。
With the above arrangement, even if the voltage command value is small, the voltage according to the command value is output without being limited by the minimum on-pulse width of the switching element, while suppressing the fluctuation of the neutral point potential of the DC link voltage. It becomes possible to do.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電圧指
令が小さいときには、直流バイアス電圧を各相電圧指令
に加え、線間電圧は指令値通りに保ち各相電圧指令値を
最小オンパルス幅制限にかからない大きさに変化させる
ようにしたので、最小オンパルス幅を確保しながら、線
間電圧としては指令値に等しくなるように制御すること
ができる。この場合、正側三角波と負側三角波とが逆位
相になるように設定した上で、直流バイアス電圧を正負
交互に与えるようにしているので、スイッチング回数を
増やすことなしに、各スイッチング素子の通流バランス
をとることができる。
As described above, according to the present invention, when the voltage command is small, the DC bias voltage is applied to each phase voltage command, and the line voltage is maintained as the command value, and each phase voltage command value is set to the minimum on-pulse. Since the width is changed so as not to limit the width, it is possible to control the line voltage to be equal to the command value while securing the minimum on-pulse width. In this case, since the positive triangular wave and the negative triangular wave are set to have the opposite phases, and the DC bias voltage is applied alternately to the positive and negative, the switching of each switching element is performed without increasing the number of switching. The flow can be balanced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態の構成を示すブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施形態における三角波比較を説明する
ための波形図。
FIG. 2 is a waveform chart for explaining triangular wave comparison in the first embodiment.

【図3】第1の実施形態における直流バイアス電圧発生
部の動作を説明するための波形図。
FIG. 3 is a waveform chart for explaining the operation of the DC bias voltage generator in the first embodiment.

【図4】本発明の第2の実施形態の構成を示すブロック
図。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施形態における直流バイアス
電圧発生部についてのブロック図。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a DC bias voltage generator according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施形態における直流バイアス
電圧発生部の構成を示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a DC bias voltage generator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】従来例の構成を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 三相電圧指令演算部 12 直流バイアス電圧加算部 13 三角波比較部 14 直流バイアス電圧発生部 15 三角波位相発生部 16 正負三角波位相差設定部 17 正側三角波発生部 18 負側三角波発生部 19 PWMモード切替部 11 Three-phase voltage command calculator 12 DC bias voltage adder 13 Triangular wave comparator 14 DC bias voltage generator 15 Triangular wave phase generator 16 Positive / negative triangular wave phase difference setting unit 17 Positive triangular wave generator 18 Negative triangular wave generator 19 PWM mode Switching unit

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】三相電圧指令を演算して出力する三相電圧
指令演算部と、 三角波周波数を入力として、入力された周波数で振幅2
πの鋸波を三角波位相として出力する三角波位相発生部
と、 前記三角波位相発生部から出力される三角波位相を入力
とし、入力された三角波位相に同期して、インバータの
直流リンク電圧の半分を振幅とした三角波を演算して正
側三角波として出力する正側三角波発生部と、 正負三角波位相差設定部としての値πを出力する正負三
角波位相差設定部と、 前記三角波位相発生部から出力される三角波位相と前記
正負三角波位相差設定部から出力される正負三角波位相
との加算値を入力とし、入力された位相に同期して、イ
ンバータの直流リンク電圧の半分を振幅とした三角波を
演算して負側三角波として出力する負側三角波発生部
と、 前記三角波位相発生部から出力される三角波位相を入力
とし、入力された三角波位相に同期した方形波を直流バ
イアス電圧として出力する直流バイアス電圧発生部と、 前記三相電圧指令演算部から出力される三相電圧指令
と、前記直流バイアス電圧発生部から出力される直流バ
イアス電圧を入力として、三相電圧指令に直流バイアス
電圧をそれぞれ加算して、新たな三相電圧指令として出
力する直流バイアス電圧加算部と、 前記直流バイアス電圧加算部から出力される三相電圧指
令と、前記正側三角波発生部から出力される正側三角波
と、前記負側三角波発生部から出力される負側三角波と
を入力とし、三相電圧指令と、正側三角波及び負側三角
波との大小比較により三相PWM電圧指令を出力する三
角波比較部と、 を備えたことを特徴とするNPCインバータのPWM制
御装置。
1. A three-phase voltage command calculation unit for calculating and outputting a three-phase voltage command, a triangular wave frequency as an input, and an amplitude 2 at the input frequency.
a triangular wave phase generator that outputs a sawtooth wave of π as a triangular wave phase, and a triangular wave phase output from the triangular wave phase generator as an input, and synchronizes the half of the DC link voltage of the inverter with the input triangular wave phase. A positive triangular wave generating unit that calculates the triangular wave with the output as a positive triangular wave, a positive / negative triangular wave phase difference setting unit that outputs a value π as a positive / negative triangular wave phase difference setting unit, and an output from the triangular wave phase generating unit The sum of the triangular wave phase and the positive / negative triangular wave phase output from the positive / negative triangular wave phase difference setting unit is input, and in synchronization with the input phase, a triangular wave having an amplitude equal to half the DC link voltage of the inverter is calculated. A negative triangular wave generator that outputs a negative triangular wave, a triangular wave phase output from the triangular wave phase generator is input, and a square wave synchronized with the input triangular wave phase is directly converted to a triangular wave. A DC bias voltage generator that outputs a bias voltage, a three-phase voltage command output from the three-phase voltage command calculator, and a three-phase voltage command that receives the DC bias voltage output from the DC bias voltage generator as an input. And a DC bias voltage adding unit that outputs a new three-phase voltage command, a three-phase voltage command output from the DC bias voltage adding unit, and an output from the positive triangular wave generating unit. And outputs a three-phase voltage command and a three-phase PWM voltage command by comparing the magnitude of the three-phase voltage command with the positive and negative triangular waves. A PWM control device for an NPC inverter, comprising:
【請求項2】請求項1記載のNPCインバータのPWM
制御装置において、 変調率を入力として、変調率に従ってPWMモードを出
力するPWMモード切替部を備え、 前記正負三角波位相差設定部は、前記PWMモード切替
部から出力されるPWMモードを入力とし、入力された
PWMモードに従って値π又は0のいずれかを選択して
正負三角波位相差として出力するものであり、 前記直流バイアス電圧発生部は、前記PWMモード切替
部から出力されるPWMモードと、前記三角波位相発生
部から出力される三角波位相を入力とし、PWMモード
に従って、PWMモードが通常モードを表すときには値
0を、PWMモードが直流バイアスモードを表すときに
は入力された三角波位相に同期した方形波を、直流バイ
アス電圧として出力するものである、 ことを特徴とするNPCインバータのPWM制御装置。
2. The PWM of the NPC inverter according to claim 1.
The control device further includes a PWM mode switching unit that receives a modulation rate and outputs a PWM mode in accordance with the modulation rate, wherein the positive / negative triangular wave phase difference setting unit receives the PWM mode output from the PWM mode switching unit as an input, The DC bias voltage generation unit selects either the value π or 0 according to the set PWM mode and outputs the selected value as a positive / negative triangular wave phase difference. The PWM mode switching unit outputs the PWM mode and the triangular wave. According to the PWM mode, a value of 0 is input when the PWM mode indicates the normal mode, and a square wave synchronized with the input triangular wave phase is input when the PWM mode indicates the DC bias mode. The PW of the NPC inverter is output as a DC bias voltage. The control device.
【請求項3】請求項1記載のNPCインバータのPWM
制御装置において、 前記直流バイアス電圧発生部は、変調率と、前記三角波
位相発生部から出力される三角波位相とを入力とし、入
力された三角波位相に同期して、入力された変調率に従
って振幅の異なる方形波を、直流バアイス電圧として出
力するものである、 ことを特徴とするNPCインバータのPWM制御装置。
3. The PWM of the NPC inverter according to claim 1.
In the control device, the DC bias voltage generation unit receives a modulation rate and a triangular wave phase output from the triangular wave phase generation unit as inputs, and synchronizes with the input triangular wave phase to generate an amplitude according to the input modulation rate. A PWM control device for an NPC inverter, which outputs different square waves as a DC bais voltage.
【請求項4】請求項1記載のNPCインバータのPWM
制御装置において、 前記直流バイアス電圧発生部は、前記三角波位相発生部
から出力される三角波位相と、直流リンク部正側電圧
と、直流リンク部負側電圧と、負荷力率とを入力とし
て、直流リンク部正側電圧と直流リンク部負側電圧との
差の正負と負荷力率の正負とに従って、入力された三角
波正弦波位相の一周期ごとに直流バイアスの正負を決定
し、決定された直流バイアスの正負に従って直流バイア
ス電圧を出力するものである、 ことを特徴とするNPCインバータのPWM制御装置。
4. The PWM of the NPC inverter according to claim 1.
In the control device, the DC bias voltage generation unit receives a triangular wave phase output from the triangular wave phase generation unit, a DC link unit positive side voltage, a DC link unit negative side voltage, and a load power factor, and In accordance with the sign of the difference between the link part positive side voltage and the DC link part negative side voltage and the load power factor sign, the polarity of the DC bias is determined for each cycle of the input triangular wave sine wave phase, and the determined DC is determined. A PWM controller for an NPC inverter, which outputs a DC bias voltage according to the positive or negative of a bias.
JP22551295A 1995-09-01 1995-09-01 PWM control device for NPC inverter Expired - Lifetime JP3182322B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22551295A JP3182322B2 (en) 1995-09-01 1995-09-01 PWM control device for NPC inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22551295A JP3182322B2 (en) 1995-09-01 1995-09-01 PWM control device for NPC inverter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0974767A JPH0974767A (en) 1997-03-18
JP3182322B2 true JP3182322B2 (en) 2001-07-03

Family

ID=16830486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22551295A Expired - Lifetime JP3182322B2 (en) 1995-09-01 1995-09-01 PWM control device for NPC inverter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3182322B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6082491B1 (en) * 2016-05-26 2017-02-15 株式会社タイコー Raising tool and raising method using the same

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4675573B2 (en) * 2004-04-26 2011-04-27 三菱電機株式会社 AC motor control device
JP4498891B2 (en) * 2004-11-10 2010-07-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 Semiconductor power converter
JP2013110815A (en) 2011-11-18 2013-06-06 Meidensha Corp Neutral point clamped multilevel power converter
JP5852544B2 (en) * 2012-10-15 2016-02-03 東芝三菱電機産業システム株式会社 3-level power converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6082491B1 (en) * 2016-05-26 2017-02-15 株式会社タイコー Raising tool and raising method using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0974767A (en) 1997-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2888104B2 (en) Power converter
US6023417A (en) Generalized discontinuous pulse width modulator
JPH05227796A (en) Controller for power converter
WO2007123118A1 (en) Power converting device, and control method for the device
KR960005691B1 (en) Power converter apparatus
KR20160122923A (en) Apparatus and method for generating offset voltage of 3-phase inverter
JPH02307373A (en) Converter for inverter
JP2004304868A (en) Motor controller
JP2003169480A (en) Control apparatus for neutral point clamp system power converter
JPH1023760A (en) Method for controlling voltage pwm converter
JP3182322B2 (en) PWM control device for NPC inverter
JP2005237194A (en) Control unit for electric vehicle
JPH08331856A (en) Power converting apparatus
US10707778B2 (en) Control apparatus for rotary electric machine
JP3276135B2 (en) Power converter
JP3265986B2 (en) Control device for power converter
JPH10248262A (en) Power conversion device and its control method
JPH0984360A (en) Npc inverter device
JPH09149658A (en) Series multiplex inverter
JP3246584B2 (en) AC / DC converter
JPH0824426B2 (en) Pulse width modulation type inverter device
JP2006014532A (en) Three-level power converting device
WO2021156923A1 (en) Power converter control system
JP4582126B2 (en) Power converter
JP3458539B2 (en) Inverter control device for motor

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080420

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090420

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100420

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100420

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110420

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130420

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140420

Year of fee payment: 13

EXPY Cancellation because of completion of term