JP3235533B2 - 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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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，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ものである。
力回生回路のアーム短絡防止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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〜Ｔ
r6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。１
０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。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。ＰＷ
Ｍ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ＰＷＭ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，上記デッドタイム設定回路（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。
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〜Ｔ
r6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。１
０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。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。ＰＷ
Ｍ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ＰＷＭ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，上記デッドタイム設定回路（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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】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ｉ
s 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図はこの方法で実施し
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，１８
ｂ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，電流波形に歪みが生じ，
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ｉ
s 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ができず，制御の不
安定を招くという問題がでてくる。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。
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ｉ
s 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図はこの方法で実施し
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，１８
ｂ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，電流波形に歪みが生じ，
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ｉ
s 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ができず，制御の不
安定を招くという問題がでてくる。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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は，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，上記電流検出器の出力の正負極性を判別
する極性判別器と，ＰＷＭ信号に対してアーム短絡を防
止するための期間であるデッドタイムを設定するデッド
タイム設定回路と，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，上
記電流検出器の出力と所定の設定値に基づいて，上記選
択回路に入力する信号を上記極性判別器の出力，もしく
は上記デッドタイム設定回路の出力に切換える切換手段
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。従って，検出された回生電
流である実電流が零電流近傍にある場合，スイッチング
素子の短絡を防止するためのデッドタイムをＰＷＭ信号
に設けて回生電力の制御を行うことができるので，零電
流近傍においても，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することができる。
に本発明は，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，上記電流検出器の出力の正負極性を判別
する極性判別器と，ＰＷＭ信号に対してアーム短絡を防
止するための期間であるデッドタイムを設定するデッド
タイム設定回路と，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，上
記電流検出器の出力と所定の設定値に基づいて，上記選
択回路に入力する信号を上記極性判別器の出力，もしく
は上記デッドタイム設定回路の出力に切換える切換手段
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。従って，検出された回生電
流である実電流が零電流近傍にある場合，スイッチング
素子の短絡を防止するためのデッドタイムをＰＷＭ信号
に設けて回生電力の制御を行うことができるので，零電
流近傍においても，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することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照して，本発
明の実施の形態につき説明し，本発明の理解に供する。
尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化したものであ
って，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではな
い。第１図は，本発明の実施の形態に係る電力回生回路
の制御装置を示したもので２１は切換レベルの設定値Ｌ
Ｓ０を送出する切換レベル設定器，２２は切換信号作成
器であって，正の値を有する回生電流ｉｓ について，
回生電流ｉｓ が設定値ＬＳ０を越えている場合には，
切換スイッチ２３を側へ切換える切換信号を送出し，
回生電流ｉｓ が設定値ＬＳ０以下である場合には，切
換スイッチ２３を側へ切換える切換信号を送出する。
負の値を有する回生電流ｉｓ については切換スイッチ
２３による切換えは行われず，極性判別器１７によって
トランジスタの選択が行われる。尚，極性判別器１７
は，図２に記載されている通り，入力が負の値を取る間
はその出力が常に零となるように設定されており，極性
判別器１７に入力される回生電流ｉｓ が負の値を取る
場合，その電流の絶対値が零近傍となっても出力の値は
零のままである。また，切換手段は切換レベル設定器２
１，切換信号作成器２２，切換スイッチ２３により構成
されている。他の構成はデッドタイム設定回路１５ａを
有する前記第２図の構成と同じである。この構成におい
ては，正の値を有する回生電流ｉｓ について，回生電
流ｉｓが切換レベル設定器２１の設定値ＬＳ０以上であ
る間，若しくは回生電流ｉｓが負の値である間は，切換
スイッチ２３の接点は側に設定され，極性判別器１７
は，回生電流ｉｓ の極性を判別し，この極性判別信号
が選択回路１８に入力されるので，ＰＷＭ信号発生器１
５より出力されるＰＷＭ信号と上記極性判別信号とに基
づいて，上記極性が正極性である場合には，ゲート素子
１８ａをゲートしてトランジスタＴｒ１が選択され，Ｐ
ＷＭ信号がＴｒ１に入力される。極性が負極性である場
合には，ゲート素子１８ｂをゲートしてトランジスタＴ
ｒ４が選択され，ＰＷＭ信号がＴｒ１に入力される。正
の値を有する回生電流ｉｓ について，回生電流ｉｓ
が切換レベル設定器２１の設定値ＬＳ０以下になると，
切換スイッチ２３の接点が側へ切換わるので，デッド
タイム設定器１５Ａの出力が選択回路１８に入力され
る。このように，ＰＷＭ信号とデッドタイム設定器１５
Ａの出力される信号に基づいて，立上がりがｔｄだけ遅
延されたＰＷＭ信号の反転信号がゲート素子１８ｂを通
してトランジスタＴｒ４へ与えられる。従って，正の値
を有する回生電流ｉｓ について，回生電流ｉｓ が零
電流近傍になった場合に，切換スイッチ２３がデッドタ
イム設定回路１５Ａ側を選択するように設定値ＬＳ０を
設定しておけば回生電流ｉｓ ＜ＬＳ０になると，デッ
ドタイムｔｄによるアーム短絡防止動作が行われるか
ら，実電流ｉｓ が零電流近傍のレベルである場合に
も，制御の安定を確保して，アーム短絡を避けることが
できる。
明の実施の形態につき説明し，本発明の理解に供する。
尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化したものであ
って，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではな
い。第１図は，本発明の実施の形態に係る電力回生回路
の制御装置を示したもので２１は切換レベルの設定値Ｌ
Ｓ０を送出する切換レベル設定器，２２は切換信号作成
器であって，正の値を有する回生電流ｉｓ について，
回生電流ｉｓ が設定値ＬＳ０を越えている場合には，
切換スイッチ２３を側へ切換える切換信号を送出し，
回生電流ｉｓ が設定値ＬＳ０以下である場合には，切
換スイッチ２３を側へ切換える切換信号を送出する。
負の値を有する回生電流ｉｓ については切換スイッチ
２３による切換えは行われず，極性判別器１７によって
トランジスタの選択が行われる。尚，極性判別器１７
は，図２に記載されている通り，入力が負の値を取る間
はその出力が常に零となるように設定されており，極性
判別器１７に入力される回生電流ｉｓ が負の値を取る
場合，その電流の絶対値が零近傍となっても出力の値は
零のままである。また，切換手段は切換レベル設定器２
１，切換信号作成器２２，切換スイッチ２３により構成
されている。他の構成はデッドタイム設定回路１５ａを
有する前記第２図の構成と同じである。この構成におい
ては，正の値を有する回生電流ｉｓ について，回生電
流ｉｓが切換レベル設定器２１の設定値ＬＳ０以上であ
る間，若しくは回生電流ｉｓが負の値である間は，切換
スイッチ２３の接点は側に設定され，極性判別器１７
は，回生電流ｉｓ の極性を判別し，この極性判別信号
が選択回路１８に入力されるので，ＰＷＭ信号発生器１
５より出力されるＰＷＭ信号と上記極性判別信号とに基
づいて，上記極性が正極性である場合には，ゲート素子
１８ａをゲートしてトランジスタＴｒ１が選択され，Ｐ
ＷＭ信号がＴｒ１に入力される。極性が負極性である場
合には，ゲート素子１８ｂをゲートしてトランジスタＴ
ｒ４が選択され，ＰＷＭ信号がＴｒ１に入力される。正
の値を有する回生電流ｉｓ について，回生電流ｉｓ
が切換レベル設定器２１の設定値ＬＳ０以下になると，
切換スイッチ２３の接点が側へ切換わるので，デッド
タイム設定器１５Ａの出力が選択回路１８に入力され
る。このように，ＰＷＭ信号とデッドタイム設定器１５
Ａの出力される信号に基づいて，立上がりがｔｄだけ遅
延されたＰＷＭ信号の反転信号がゲート素子１８ｂを通
してトランジスタＴｒ４へ与えられる。従って，正の値
を有する回生電流ｉｓ について，回生電流ｉｓ が零
電流近傍になった場合に，切換スイッチ２３がデッドタ
イム設定回路１５Ａ側を選択するように設定値ＬＳ０を
設定しておけば回生電流ｉｓ ＜ＬＳ０になると，デッ
ドタイムｔｄによるアーム短絡防止動作が行われるか
ら，実電流ｉｓ が零電流近傍のレベルである場合に
も，制御の安定を確保して，アーム短絡を避けることが
できる。
【０００６】
【発明の効果】本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，実電流が小電流領域にあ
る場合には，デッドタイム設定によるアーム短絡防止を
行う構成としたもので，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。
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，実電流が小電流領域にあ
る場合には，デッドタイム設定によるアーム短絡防止を
行う構成としたもので，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。
【図１】 本発明の一実施の形態に係る電力回生回路の
制御装置の概略構成を示すブロック図。
制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】 従来の電力回生回路の制御装置を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図３】 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。
アーム短絡防止を説明するための図。
【図４】 従来の電力回生回路の制御装置の他の例を示
すブロック図。
すブロック図。
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 １８ａ，１８ｂ…ゲート素子 ２１…切換レベル設定器 ２２…切換信号作成器 ２３…切換スイッチ
Claims (1)
- 【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，上記電流検出器の出力の正負極性を判別する極性
判別器と，ＰＷＭ信号に対してアーム短絡を防止するた
めの期間であるデッドタイムを設定するデッドタイム設
定回路と，上記ＰＷＭ信号と上記極性判別器の出力信号
との論理積，又は上記ＰＷＭ信号と上記デッドタイム設
定回路の出力信号との論理積に基づいて，上記電力回生
回路の同一相のアームの正側又は負側のスイッチング素
子を選択し，選択したスイッチング素子に上記ＰＷＭ信
号を供給する選択回路と，上記電流検出器の出力と所定
の設定値に基づいて，上記選択回路に入力する信号を上
記極性判別器の出力，もしくは上記デッドタイム設定回
路の出力に切換える切換手段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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25060897A JP3235533B2 (ja) | 1989-08-31 | 1997-09-16 | 電力回生回路の制御装置 |
Applications Claiming Priority (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 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1223047A Division JP2734111B2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 電力回生回路の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1075587A JPH1075587A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3235533B2 true JP3235533B2 (ja) | 2001-12-04 |
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 Before (1)
| 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 |
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 |
| JP2734111B2 (ja) | 1998-03-30 |
| JPH0389869A (ja) | 1991-04-15 |
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