JP3376787B2 - 電力変換器の指令電圧補正装置 - Google Patents
電力変換器の指令電圧補正装置Info
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- JP3376787B2 JP3376787B2 JP31495295A JP31495295A JP3376787B2 JP 3376787 B2 JP3376787 B2 JP 3376787B2 JP 31495295 A JP31495295 A JP 31495295A JP 31495295 A JP31495295 A JP 31495295A JP 3376787 B2 JP3376787 B2 JP 3376787B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電力変換器の指令電
圧補正装置に関し、特に誘導電動機及び直流電動機の可
変速装置を構成するインバータ装置及びチョッパ装置に
適用して有用なものである。
圧補正装置に関し、特に誘導電動機及び直流電動機の可
変速装置を構成するインバータ装置及びチョッパ装置に
適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】誘導電動機及び直流電動機の可変速装置
としてインバータ装置及びチョッパ装置等の電力変換器
が汎用されている。この種の電力変換器はパワトランジ
スタ，ＩＧＢＴ，サイリスタ等で構成した複数のスイッ
チング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制御して電源
の周波数及び電圧を所望のものに変換するものである。
このときの各スイッチング素子にはフリーホイーリング
ダイオードが逆並列に接続されている。また、スイッチ
ング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングの制御には、通
常、パルス信号であるＰＷＭパターンが用いられてい
る。
としてインバータ装置及びチョッパ装置等の電力変換器
が汎用されている。この種の電力変換器はパワトランジ
スタ，ＩＧＢＴ，サイリスタ等で構成した複数のスイッ
チング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制御して電源
の周波数及び電圧を所望のものに変換するものである。
このときの各スイッチング素子にはフリーホイーリング
ダイオードが逆並列に接続されている。また、スイッチ
ング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングの制御には、通
常、パルス信号であるＰＷＭパターンが用いられてい
る。
【０００３】一方、上記スイッチング素子及びフリーホ
イーリングダイオードには図２に示すような順方向電圧
降下が発生する。同図に基づきこの順方向電圧降下の態
様を説明しておく。
イーリングダイオードには図２に示すような順方向電圧
降下が発生する。同図に基づきこの順方向電圧降下の態
様を説明しておく。
【０００４】図２に示すように、電力変換器において
は、出力電流の方向及びＰＷＭパターンの状態の組合せ
により４種類のモードが考えられる。
は、出力電流の方向及びＰＷＭパターンの状態の組合せ
により４種類のモードが考えられる。
【０００５】なお、図２中、Ｔr1，Ｔr2はスイッチング
素子（ＩＧＢＴ）、ＦＤ1 ，ＦＤ2はフリーホイーリン
グダイオード、Ｖdcは直流電源電圧、Ｖout は電力変換
器の出力電圧、ＶCEはスイッチング素子Ｔr1，Ｔr2の順
方向電圧降下、Ｖf はフリーホイーリングダイオードＦ
Ｄ1 ，ＦＤ2 の順方向電圧降下である。
素子（ＩＧＢＴ）、ＦＤ1 ，ＦＤ2はフリーホイーリン
グダイオード、Ｖdcは直流電源電圧、Ｖout は電力変換
器の出力電圧、ＶCEはスイッチング素子Ｔr1，Ｔr2の順
方向電圧降下、Ｖf はフリーホイーリングダイオードＦ
Ｄ1 ，ＦＤ2 の順方向電圧降下である。
【０００６】出力電流の方向は電力変換器から負荷（図
示せず）に向かう方向を正、ＰＷＭパターンの状態はパ
ルス信号が立上った状態を“１”とするとき、各モード
は次の通りとなる。
示せず）に向かう方向を正、ＰＷＭパターンの状態はパ
ルス信号が立上った状態を“１”とするとき、各モード
は次の通りとなる。
【０００７】＜第１のモード＞図２（ａ）に示すモード
である。このモードではスイッチング素子Ｔr1がＯＮ状
態、スイッチング素子Ｔr2がＯＦＦ状態となり、スイッ
チング素子Ｔr1に正方向の電流が流れる。したがって、
順方向電圧降下ＶCEの分だけ出力電圧Ｖout が小さくな
る。
である。このモードではスイッチング素子Ｔr1がＯＮ状
態、スイッチング素子Ｔr2がＯＦＦ状態となり、スイッ
チング素子Ｔr1に正方向の電流が流れる。したがって、
順方向電圧降下ＶCEの分だけ出力電圧Ｖout が小さくな
る。
【０００８】＜第２のモード＞図２（ｂ）に示すモード
である。このモードではスイッチング素子Ｔr1がＯＦＦ
状態、スイッチング素子Ｔr2がＯＮ状態となるが、電流
は正方向にフリーホイーリングダイオードＦＤ2 を流れ
る。したがって、順方向電圧降下Ｖf の分だけ出力電圧
Ｖout が小さくなる。
である。このモードではスイッチング素子Ｔr1がＯＦＦ
状態、スイッチング素子Ｔr2がＯＮ状態となるが、電流
は正方向にフリーホイーリングダイオードＦＤ2 を流れ
る。したがって、順方向電圧降下Ｖf の分だけ出力電圧
Ｖout が小さくなる。
【０００９】＜第３のモード＞図２（ｃ）に示すモード
である。このモードではスイッチング素子Ｔr1がＯＮ状
態、スイッチング素子Ｔr2がＯＦＦ状態となるが、電流
は負方向にフリーホイーリングダイオードＦＤ1 を流れ
る。したがって、順方向電圧降下Ｖf の分だけ出力電圧
Ｖout が大きくなる。
である。このモードではスイッチング素子Ｔr1がＯＮ状
態、スイッチング素子Ｔr2がＯＦＦ状態となるが、電流
は負方向にフリーホイーリングダイオードＦＤ1 を流れ
る。したがって、順方向電圧降下Ｖf の分だけ出力電圧
Ｖout が大きくなる。
【００１０】＜第４のモード＞図２（ｄ）に示すモード
である。このモードではスイッチング素子Ｔr1がＯＦＦ
状態、スイッチング素子Ｔr2がＯＮ状態となり、スイッ
チング素子Ｔr2に負方向の電流が流れる。したがって、
順方向電圧降下ＶCEの分だけ出力電圧Ｖout が大きくな
る。
である。このモードではスイッチング素子Ｔr1がＯＦＦ
状態、スイッチング素子Ｔr2がＯＮ状態となり、スイッ
チング素子Ｔr2に負方向の電流が流れる。したがって、
順方向電圧降下ＶCEの分だけ出力電圧Ｖout が大きくな
る。
【００１１】かかる出力電圧Ｖout の誤差を補正するた
め、図３に示すように、指令電圧補正器１を用いて電圧
指令値Ｖc を補正している。同図に示すように、電力変
換器２はスイッチング素子Ｔr 及びフリーホイーリング
ダイオードＦＤからなる主回路２ａ及びこれのスイッチ
ング素子Ｔr のＯＮ／ＯＦＦを制御するＰＷＭパターン
を出力するＰＷＭ変調器２ｂを有しており、電圧指令値
Ｖc に基づきＰＷＭ変調器２ｂが電圧指令値Ｖc に対応
するＰＷＭパターンを形成する。
め、図３に示すように、指令電圧補正器１を用いて電圧
指令値Ｖc を補正している。同図に示すように、電力変
換器２はスイッチング素子Ｔr 及びフリーホイーリング
ダイオードＦＤからなる主回路２ａ及びこれのスイッチ
ング素子Ｔr のＯＮ／ＯＦＦを制御するＰＷＭパターン
を出力するＰＷＭ変調器２ｂを有しており、電圧指令値
Ｖc に基づきＰＷＭ変調器２ｂが電圧指令値Ｖc に対応
するＰＷＭパターンを形成する。
【００１２】指令電圧補正器１は、電流検出器３が検出
する電力変換器２の出力電流に基づきその方向を検出す
るとともに、その方向に応じた符号を付して電流半周期
の電圧誤差平均を加算器４で電圧指令値Ｖc に加算する
ように構成してある。すなわち、このときの電圧の補正
値Ｖa は電力変換器２の出力電流が正のときプラスとな
り、負のときマイナスとなる。
する電力変換器２の出力電流に基づきその方向を検出す
るとともに、その方向に応じた符号を付して電流半周期
の電圧誤差平均を加算器４で電圧指令値Ｖc に加算する
ように構成してある。すなわち、このときの電圧の補正
値Ｖa は電力変換器２の出力電流が正のときプラスとな
り、負のときマイナスとなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来技術
における誤差電圧の補正は、電力変換器２の出力電流の
方向を考慮して一定の補正値Ｖa で行なっているが、実
際には以下の要因で電圧誤差の大きさは変化する。その
ため、一定の値で補正した場合、微少時間を考えた場合
には補正誤差が生じる。
における誤差電圧の補正は、電力変換器２の出力電流の
方向を考慮して一定の補正値Ｖa で行なっているが、実
際には以下の要因で電圧誤差の大きさは変化する。その
ため、一定の値で補正した場合、微少時間を考えた場合
には補正誤差が生じる。
【００１４】１） 図２で示したように電圧誤差には、
スイッチング素子Ｔr の順方向電圧降下ＶCEによるもの
と、フリーホイーリングダイオードＦＤの順方向電圧降
下Ｖ f によるものが存在する。そのどちらの順方向電圧
降下ＶCE，Ｖf による誤差が生じるかは電流方向と、ス
イッチングパターンによって決まる。 ２) ＶCEもＶf も出力電流の大きさによって大きく変
化する。一例として図４に６００ＡのＩＰＭモジュール
のＶCEとＶf の電流による変化のグラフを示す。
スイッチング素子Ｔr の順方向電圧降下ＶCEによるもの
と、フリーホイーリングダイオードＦＤの順方向電圧降
下Ｖ f によるものが存在する。そのどちらの順方向電圧
降下ＶCE，Ｖf による誤差が生じるかは電流方向と、ス
イッチングパターンによって決まる。 ２) ＶCEもＶf も出力電流の大きさによって大きく変
化する。一例として図４に６００ＡのＩＰＭモジュール
のＶCEとＶf の電流による変化のグラフを示す。
【００１５】本発明は、上記従来技術に鑑み、電力変換
器の出力が電圧指令値を高精度で反映したものとなるよ
うに電圧指令値を補正することができる電力変換器の指
令電圧補正装置を提供することを目的とする。
器の出力が電圧指令値を高精度で反映したものとなるよ
うに電圧指令値を補正することができる電力変換器の指
令電圧補正装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。 １) 複数のスイッチング素子と各スイッチング素子に
並列に接続したフリーホイーリングダイオードとを有
し、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを電圧指令値に基
づくパルス信号で制御することにより電源の周波数及び
電圧等を変化させて負荷に供給する電力変換器の指令電
圧補正装置において、前記パルス信号が“０”，“１”
の２値状態の何れであるかを検出するとともに電力変換
器の出力電流の方向を検出し、パルス信号の状態と出力
電流の方向との組合せにより一義的に定まる補正値で電
力変換器に対する電圧指令値を補正するように構成した
こと。
明の構成は次の点を特徴とする。 １) 複数のスイッチング素子と各スイッチング素子に
並列に接続したフリーホイーリングダイオードとを有
し、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを電圧指令値に基
づくパルス信号で制御することにより電源の周波数及び
電圧等を変化させて負荷に供給する電力変換器の指令電
圧補正装置において、前記パルス信号が“０”，“１”
の２値状態の何れであるかを検出するとともに電力変換
器の出力電流の方向を検出し、パルス信号の状態と出力
電流の方向との組合せにより一義的に定まる補正値で電
力変換器に対する電圧指令値を補正するように構成した
こと。
【００１７】２) １）において、パルス信号が立上っ
た状態を“１”に対応させるとともにスイッチング素子
から負荷に向かう出力電流の向きを正とするとき、パル
ス信号の状態が“１”で、且つ出力電流の方向が正であ
るときの補正値はスイッチング素子のプラスの順方向電
圧降下分、パルス信号の状態が“０”で、且つ出力電流
の方向が負であるときの補正値はスイッチング素子のマ
イナスの順方向電圧降下分、パルス信号の状態が“１”
で、且つ出力電流の方向が負であるときの補正値はフリ
ーホイーリングダイオードのマイナスの順方向電圧降下
分、パルス信号の状態が“０”で、且つ出力電流の方向
が正であるときの補正値はフリーホイーリングダイオー
ドのプラスの電圧降下分とすること。
た状態を“１”に対応させるとともにスイッチング素子
から負荷に向かう出力電流の向きを正とするとき、パル
ス信号の状態が“１”で、且つ出力電流の方向が正であ
るときの補正値はスイッチング素子のプラスの順方向電
圧降下分、パルス信号の状態が“０”で、且つ出力電流
の方向が負であるときの補正値はスイッチング素子のマ
イナスの順方向電圧降下分、パルス信号の状態が“１”
で、且つ出力電流の方向が負であるときの補正値はフリ
ーホイーリングダイオードのマイナスの順方向電圧降下
分、パルス信号の状態が“０”で、且つ出力電流の方向
が正であるときの補正値はフリーホイーリングダイオー
ドのプラスの電圧降下分とすること。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。
基づき詳細に説明する。
【００１９】本形態は図２に示す各モードにおける電流
方向のみならずＰＷＭパターンをも考慮して補正量を決
定するものである。そこで、本形態で示すブロック図
中、図３と同一部分には同一番号を付し重複する説明は
省略する。
方向のみならずＰＷＭパターンをも考慮して補正量を決
定するものである。そこで、本形態で示すブロック図
中、図３と同一部分には同一番号を付し重複する説明は
省略する。
【００２０】本形態の指令電圧補正器１１は電流検出器
３が検出する電力変換器２の出力電流に基づきその方向
を検出するとともに、ＰＷＭ変調器２ｂの出力信号であ
るＰＷＭパターンに基づき、これが“１”，“０”の２
値状態の何れであるかを検出し、これにより形成される
４種類のモードに対応してそれぞれ補正値Ｖa を決定す
るとともに、この補正値Ｖa を加算器４で電圧指令値Ｖ
c に加算する。すなわち、補正値Ｖa は各モードに対応
させて表１の通りに決定する。
３が検出する電力変換器２の出力電流に基づきその方向
を検出するとともに、ＰＷＭ変調器２ｂの出力信号であ
るＰＷＭパターンに基づき、これが“１”，“０”の２
値状態の何れであるかを検出し、これにより形成される
４種類のモードに対応してそれぞれ補正値Ｖa を決定す
るとともに、この補正値Ｖa を加算器４で電圧指令値Ｖ
c に加算する。すなわち、補正値Ｖa は各モードに対応
させて表１の通りに決定する。
【００２１】
【表１】
【００２２】かかる本形態によれば、図２に示す第１の
モードの場合には＋ＶCEが電圧指令値Ｖc に加算され
る。以下、第２〜第４の各モードに応じて＋Ｖf ，−Ｖ
f ，−ＶCEがそれぞれ電圧指令値Ｖc に加算される。こ
の結果、ＰＷＭ変調器２ｂに供給される電圧指令値は各
モードにおける誤差を適正に補正したものとなり、電力
変換器２の出力電圧も順方向電圧降下ＶCE，Ｖf の影響
を高精度に除去したものとなる。
モードの場合には＋ＶCEが電圧指令値Ｖc に加算され
る。以下、第２〜第４の各モードに応じて＋Ｖf ，−Ｖ
f ，−ＶCEがそれぞれ電圧指令値Ｖc に加算される。こ
の結果、ＰＷＭ変調器２ｂに供給される電圧指令値は各
モードにおける誤差を適正に補正したものとなり、電力
変換器２の出力電圧も順方向電圧降下ＶCE，Ｖf の影響
を高精度に除去したものとなる。
【００２３】
【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
たように、本発明によれば電力変換器におけるスイッチ
ング素子及びフリーホイーリングダイオードの順方向電
圧降下を適切に反映した補正を行なうことができる。
たように、本発明によれば電力変換器におけるスイッチ
ング素子及びフリーホイーリングダイオードの順方向電
圧降下を適切に反映した補正を行なうことができる。
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図。
【図２】電力変換器における素子の順方向電圧降下によ
る影響を説明するための説明図。
る影響を説明するための説明図。
【図３】従来技術を示すブロック図。
【図４】電力変換器の素子のこれに流れる電流の影響を
示す説明図。
示す説明図。
２ 電力変換器
２ａ 主回路
２ｂ ＰＷＭ変調器
３ 電流検出器
４ 加算器
１１ 指令電圧補正器
Ｖa 補正値
Ｖc 電圧指令値
ＶCE，Ｖf 順方向電圧降下
Ｔr スイッチング素子
ＦＤ フリーホイーリングダイオード
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 7/48
H02M 7/21
H02P 7/63
Claims (2)
- 【請求項１】 複数のスイッチング素子と各スイッチン
グ素子に並列に接続したフリーホイーリングダイオード
とを有し、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを電圧指令
値に基づくパルス信号で制御することにより電源の周波
数及び電圧等を変化させて負荷に供給する電力変換器の
指令電圧補正装置において、 前記パルス信号が“０”，“１”の２値状態の何れであ
るかを検出するとともに電力変換器の出力電流の方向を
検出し、パルス信号の状態と出力電流の方向との組合せ
により一義的に定まる補正値で電力変換器に対する電圧
指令値を補正するように構成したことを特徴とする電力
変換器の指令電圧補正装置。 - 【請求項２】 パルス信号が立上った状態を“１”に対
応させるとともにスイッチング素子から負荷に向かう出
力電流の向きを正とするとき、パルス信号の状態が
“１”で、且つ出力電流の方向が正であるときの補正値
はスイッチング素子のプラスの順方向電圧降下分、パル
ス信号の状態が“０”で、且つ出力電流の方向が負であ
るときの補正値はスイッチング素子のマイナスの順方向
電圧降下分、パルス信号の状態が“１”で、且つ出力電
流の方向が負であるときの補正値はフリーホイーリング
ダイオードのマイナスの順方向電圧降下分、パルス信号
の状態が“０”で、且つ出力電流の方向が正であるとき
の補正値はフリーホイーリングダイオードのプラスの電
圧降下分とすることを特徴とする［請求項１］に記載す
る電力変換器の指令電圧補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31495295A JP3376787B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 電力変換器の指令電圧補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31495295A JP3376787B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 電力変換器の指令電圧補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09163753A JPH09163753A (ja) | 1997-06-20 |
| JP3376787B2 true JP3376787B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=18059644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31495295A Expired - Lifetime JP3376787B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 電力変換器の指令電圧補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3376787B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3795477B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2006-07-12 | 本田技研工業株式会社 | モータ駆動装置 |
| MX2012007435A (es) * | 2009-12-24 | 2012-07-23 | Mitsubishi Electric Corp | Aparato convertidor de energia y metodo de conduccion para el aparato convertidor de energia. |
| JP2012175866A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ制御装置およびインバータ制御方法 |
| EP4304071A1 (de) | 2022-07-06 | 2024-01-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben eines netzgekoppelten wechselrichters, wechselrichter, computerprogramm und computerlesbares medium |
-
1995
- 1995-12-04 JP JP31495295A patent/JP3376787B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09163753A (ja) | 1997-06-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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