JP5181712B2 - Multiple inverter system - Google Patents
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Description
この発明は互いに絶縁された二次巻線を備えた変圧器回路と、任意の周波数および電圧の単相交流電圧に変換して出力する単位インバータの出力端を直列多段接続してなる各相インバータ3組により形成される三相インバータと、この三相インバータを制御する制御装置とからなる多重インバータシステムに関する。 The present invention relates to a transformer circuit having secondary windings insulated from each other, and each phase inverter formed by connecting in series multi-stages the output terminals of unit inverters that convert and output single-phase AC voltages of arbitrary frequency and voltage The present invention relates to a multiple inverter system including a three-phase inverter formed by three sets and a control device that controls the three-phase inverter.
図4はこの種の多重インバータシステムの回路構成を示し、この図において、10は後述の如く、1個の二次巻線若しくは複数個の互いに絶縁された二次巻線を有する1台または複数台の変圧器からなる変圧器回路、11〜13,21〜23,31〜33は単位インバータ、40または50は単位インバータ11〜13,21〜23,31〜33それぞれを所望の状態に制御する制御装置である。
FIG. 4 shows the circuit configuration of this type of multiple inverter system. In this figure, as will be described later,
図4に示した回路構成例では、単位インバータ11,21,31それぞれの出力の1端を互いに接続すると共に、単位インバータ11〜13それぞれの出力端を直列多段接続して三相インバータのU相を形成し、また、単位インバータ21〜23それぞれの出力端を直列多段接続して三相インバータのV相を形成し、さらに、単位インバータ31〜33それぞれの出力端を直列多段接続して三相インバータのW相を形成している。
In the circuit configuration example shown in FIG. 4, one end of each output of the
また、図4に示した変圧器回路10としては、1組の二次巻線を有する三相変圧器9台による構成、3組の互いに絶縁された二次巻線を有する三相変圧器3台による構成、9組の互いに絶縁された二次巻線を有する三相変圧器1台による構成などが用いられる。
Also, the
図5は、図4に示した単位インバータそれぞれの回路構成図であり、整流回路RCとしては、この多重インバータシステムの製作仕様に基づいて、ダイオードを三相ブリッジ接続したもの(以下、ダイオードブリッジ整流回路と称する)、サイリスタを三相ブリッジ接続したもの(以下、サイリスタブリッジ整流回路と称する)、IGBTなどの自己消弧形半導体素子とダイオードの逆並列回路を三相ブリッジ接続したもの(以下、PWM整流回路と称する)などが用いられる。また、コンデンサCは上述の整流回路RCの出力電圧を平滑された直流電圧にするために用いられ、この平滑された直流電圧(電圧値E)は、自己消弧形半導体素子としてのIGBTQ1〜Q4およびダイオードD1〜D4の逆並列回路を単相ブリッジ接続してなるインバータ回路のスイッチング動作により、所望の周波数および電圧の単相交流電圧に変換される。 FIG. 5 is a circuit configuration diagram of each unit inverter shown in FIG. 4. As the rectifier circuit RC, a diode is connected in a three-phase bridge based on the manufacturing specifications of the multiple inverter system (hereinafter referred to as diode bridge rectification). Circuit), a thyristor connected in a three-phase bridge (hereinafter referred to as a thyristor bridge rectifier circuit), a self-extinguishing semiconductor element such as an IGBT and an anti-parallel circuit of a diode in a three-phase bridge connected (hereinafter referred to as PWM). (Referred to as a rectifier circuit). The capacitor C is used to make the output voltage of the rectifier circuit RC smoothed as a DC voltage, and the smoothed DC voltage (voltage value E) is used as IGBTs Q1 to Q4 as self-extinguishing semiconductor elements. And the switching operation of the inverter circuit formed by connecting the antiparallel circuit of the diodes D1 to D4 with a single-phase bridge connection converts it into a single-phase AC voltage having a desired frequency and voltage.
上述の変圧器回路10、単位インバータ11〜13,21〜23,31〜33、制御装置40による従来の多重インバータシステムにおいて、端子U,V,Wから負荷に所望の三相交流電圧を与えるためには、第1の制御方法として、図5に示した整流回路RCに前記サイリスタブリッジ整流回路を用いることによりコンデンサCの両端電圧を可変にし、この可変直流電圧を単位インバータ11〜13,21〜23,31〜33それぞれはスイッチング動作により所望の周波数の単相交流電圧に変換しつつ、三相インバータとして所望の電圧値の三相交流電圧に変換することが行われる(この制御方法は、PAM(パルス振幅変調)制御とも称される)。
In the conventional multiple inverter system including the
また第2の制御方法として、図5に示した整流回路RCに前記ダイオードブリッジ整流回路またはPWM整流回路を用い、単位インバータ11〜13,21〜23,31〜33それぞれはスイッチング動作としてのPWM(パルス幅変調)制御動作により所望の周波数および電圧の単相交流電圧に変換しつつ、三相インバータとして所望の電圧値の三相交流電圧に変換することが行われる。このとき、前記PWM整流回路を用いることで、前記ダイオードブリッジ整流回路に比してより高い直流電圧を得ることができると共に、変圧器回路10側から見た力率をほぼ「1.0」に整定することができる。
図4に示した変圧器回路10、単位インバータ11〜13,21〜23,31〜33、制御装置40による従来の多重インバータシステムにおいて、この多重インバータシステムの負荷としての交流電動機がその定格電圧が異なった複数台のうちの1台を選択し、その都度切換えて使用されることがある。
In the conventional multiple inverter system using the
このようなときには、先述の第1,第2の制御方法の他に、接続された交流電動機の定格電圧が前記多重インバータシステムの出力定格電圧の1/3〜2/3の範囲にある場合には、前記特許文献1にも開示されているように、制御装置40により、例えば、単位インバータ11,21,31それぞれは零電圧を出力し、単位インバータ12,13,22,23,32,33それぞれはPAM制御動作またはPWM制御動作により所望の周波数および電圧の単相交流電圧を出力することが行われる(以下、第3の制御方法と称する)。
In such a case, in addition to the first and second control methods described above, the rated voltage of the connected AC motor is in the range of 1/3 to 2/3 of the output rated voltage of the multiple inverter system. As disclosed in Patent Document 1, the control device 40 outputs, for example, each of the
同様に、接続された交流電動機の定格電圧が前記多重インバータシステムの出力定格電圧の1/3以下の範囲にある場合には、制御装置40により、例えば、単位インバータ11,12,21,22,31,32それぞれは零電圧を出力し、単位インバータ13,23,33それぞれはPAM制御動作またはPWM制御動作により所望の周波数および電圧の単相交流電圧を出力することが行われる(以下、第4の制御方法と称する)。
Similarly, when the rated voltage of the connected AC motor is in the range of 1/3 or less of the output rated voltage of the multiple inverter system, the control device 40, for example,
前記第3または第4の制御方法において、零電圧を出力する単位インバータは、図5に示すQ1,Q3オン状態でQ2,Q4オフ状態のときと、Q1,Q3オフ状態でQ2,Q4オン状態のときとを前記各相インバータの出力電圧極性変化に同期しつつ、交互に繰り返すこと、あるいは、Q1,Q3オン状態でQ2,Q4オフ状態またはQ1,Q3オフ状態でQ2,Q4オン状態に固定することで、その目的を達成することができる。 In the third or fourth control method, the unit inverter that outputs zero voltage is in the Q1, Q3 on state shown in FIG. 5 in the Q2, Q4 off state, and in the Q1, Q3 off state, the Q2, Q4 on state. Are alternately repeated while synchronizing with the output voltage polarity change of each phase inverter, or fixed to Q2, Q4 off state in Q1, Q3 on state or Q2, Q4 on state in Q1, Q3 off state By doing so, the purpose can be achieved.
上述の従来の多重インバータシステムにおいて、前記第1から第4の制御制御方法のいずれかを用いた通常運転を終えて停止させるためには、単位インバータ11〜13,21〜23,31〜33それぞれのパルスオフ操作が一斉に行われていた。
In the conventional multiple inverter system described above, in order to stop the normal operation using any one of the first to fourth control methods, the
この一斉のパルスオフ操作に伴って、この多重インバータシステムの出力端子U,V,Wのいずれかの端子間には最大値として「各単位インバータにおけるコンデンサCの両端電圧(電圧値E)×直列多重接続数×2相分」の電圧が発生することが知られており、図4に示した回路構成では前記電圧は「6E」ボルトとなる。 With this simultaneous pulse-off operation, the maximum value between the output terminals U, V, and W of this multiplex inverter system is “the voltage across the capacitor C in each unit inverter (voltage value E) × series multiplex”. It is known that a voltage of “number of connections × 2 phases” is generated, and in the circuit configuration shown in FIG. 4, the voltage is “6E” volts.
すなわち、上述の第1から第4の制御方法のいずれかを用い、この多重インバータシステムの負荷としての交流電動機の定格電圧が前記多重インバータシステムの出力定格電圧の2/3以下の場合にも、前記一斉のパルスオフ操作に伴って、前記交流電動機の一次巻線間に最大「6E」ボルトの電圧が印加されることがあるので、また第3,第4の制御方法の場合には、単位インバータの直流電圧を下げることができず、この交流電動機の定格電圧(通常、「4E」ボルト以下)に対応した最大耐電圧を越える恐れがあった。 That is, using any one of the first to fourth control methods described above, even when the rated voltage of the AC motor as a load of the multiple inverter system is 2/3 or less of the output rated voltage of the multiple inverter system, As the simultaneous pulse-off operation is performed, a maximum voltage of “6E” volts may be applied between the primary windings of the AC motor. In the case of the third and fourth control methods, the unit inverter The DC voltage of the AC motor could not be lowered, and the maximum withstand voltage corresponding to the rated voltage of this AC motor (usually “4E” volts or less) could be exceeded.
この発明の目的は、上述の問題点を解消できる多重インバータシステムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a multiple inverter system capable of solving the above-mentioned problems.
この第1の発明は、1個の二次巻線若しくは複数個の互いに絶縁された二次巻線を有する1台または複数台の変圧器からなる変圧器回路と、該二次巻線それぞれからの入力交流電圧を任意の周波数および電圧の単相交流電圧に変換して出力する単位インバータの出力端を直列にN(Nは2以上の整数)段接続して構成した相インバータを3組組み合わせて形成した三相インバータと、この三相インバータを所望の状態に制御する制御装置とからなる多重インバータシステムであって、前記各相の相インバータのM(M<N)台の単位インバータを制御することによって、前記多重インバータシステムの負荷に対して、該負荷の定格電圧までこの多重インバータシステムが出力可能なときには、前記制御装置により前記各相インバータを形成するそれぞれの単位インバータのうち、少なくとも1台は零電圧を出力し、残りは所望の周波数および電圧の単相交流電圧を出力する動作状態にし、
この動作状態で前記三相インバータが出力中に、この三相インバータにパルスオフ指令が発せられたときには、先ず、前記所望の電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせ、このパルスオフ動作から所定の時間経過後、前記零電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせる多重インバータシステムにおいて、
前記零電圧を出力する単位インバータを、前記各相N台の単位インバータの中から所定の時間ごとに切替えるようにしたことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a transformer circuit comprising one or a plurality of transformers having one secondary winding or a plurality of mutually isolated secondary windings, and each of the secondary windings. Combine three sets of phase inverters that are configured by connecting the output terminals of unit inverters that convert the input AC voltage to single-phase AC voltage of any frequency and voltage and connect it in series with N ( N is an integer of 2 or more ) stages in series. a three-phase inverter formed Te, a multi-inverter system comprising a control unit for controlling the three-phase inverter to a desired state, controls the phase-phase inverter of the M (M <N) base unit inverters of Thus, when the multiple inverter system can output up to the rated voltage of the load with respect to the load of the multiple inverter system, the control device forms each phase inverter. In each unit inverter, at least one unit outputs a zero voltage, and the rest is in an operation state for outputting a single-phase AC voltage having a desired frequency and voltage,
When the three-phase inverter is outputting in this operating state and a pulse-off command is issued to the three-phase inverter, first, each unit inverter outputting the desired voltage is pulse-off by the control device, and this pulse-off operation is performed. In a multiple inverter system in which each of the unit inverters outputting the zero voltage is pulsed off by the control device after a predetermined time elapses from
The unit inverter that outputs the zero voltage is switched at predetermined intervals from among the N unit inverters of each phase.
第2の発明は、1個の二次巻線若しくは複数個の互いに絶縁された二次巻線を有する1台または複数台の変圧器からなる変圧器回路と、該二次巻線それぞれからの入力交流電圧を任意の周波数および電圧の単相交流電圧に変換して出力する単位インバータの出力端を直列にN(Nは2以上の整数)段接続して構成した相インバータを3組組み合わせて形成した三相インバータと、この三相インバータを所望の状態に制御する制御装置とからなる多重インバータシステムであって、前記各相の相インバータのM(M<N)台の単位インバータを制御することによって、前記多重インバータシステムの負荷に対して、該負荷の定格電圧までこの多重インバータシステムが出力可能なときには、前記制御装置により前記各相インバータを形成するそれぞれの単位インバータのうち、少なくとも1台は零電圧を出力し、残りは所望の周波数および電圧の単相交流電圧を出力する動作状態にし、
この動作状態で前記三相インバータが出力中に、この三相インバータにパルスオフ指令が発せられたときには、先ず、前記所望の電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせ、このパルスオフ動作から所定の時間経過後、前記零電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせる多重インバータシステムにおいて、
前記零電圧を出力する単位インバータを、前記各相N台の単位インバータの中から予め選択しておくようにしたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a transformer circuit including one or a plurality of transformers having one secondary winding or a plurality of mutually isolated secondary windings, and each of the secondary windings. Combining three sets of phase inverters configured by connecting the output terminals of unit inverters that convert input AC voltage into single-phase AC voltage of any frequency and voltage and output it in series (N is an integer of 2 or more). A multiple inverter system comprising a formed three-phase inverter and a control device that controls the three-phase inverter to a desired state, and controls M (M <N) unit inverters of the phase inverter of each phase. Thus, when the multiple inverter system can output up to the rated voltage of the load with respect to the load of the multiple inverter system, the control device forms each phase inverter. At least one of each unit inverter outputs a zero voltage, and the rest is in an operation state of outputting a single-phase AC voltage having a desired frequency and voltage,
When the three-phase inverter is outputting in this operating state and a pulse-off command is issued to the three-phase inverter, first, each unit inverter outputting the desired voltage is pulsed off by the control device, and this pulse-off operation is performed. In a multiple inverter system in which each of the unit inverters outputting the zero voltage is pulsed off by the control device after a predetermined time elapses from
The unit inverter that outputs the zero voltage is selected in advance from among the N unit inverters of each phase .
第3の発明は、1個の二次巻線若しくは複数個の互いに絶縁された二次巻線を有する1台または複数台の変圧器からなる変圧器回路と、該二次巻線それぞれからの入力交流電圧を任意の周波数および電圧の単相交流電圧に変換して出力するそれぞれの単位インバータの出力端を直列N(Nは2以上の正数)段接続してなる各相インバータ3組により形成される三相インバータと、この三相インバータを所望の状態に制御する制御装置とからなる多重インバータシステムであって、前記各相の相インバータのM(M<N)台の単位インバータを制御することによって、前記多重インバータシステムの負荷に対して、該負荷の定格電圧までこの多重インバータシステムが出力可能なときには、前記制御装置により前記各相インバータを形成するそれぞれの単位インバータのうち、少なくとも1台は零電圧を出力し、残りは所望の周波数および電圧の単相交流電圧を出力する動作状態にし、
この動作状態で前記三相インバータが出力中に、この三相インバータにパルスオフ指令が発せられたときには、先ず、前記所望の電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせ、このパルスオフ動作後の該三相インバータの出力電流を監視し、この出力電流が所定の値以下になった時点で前記零電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせる多重インバータシステムにおいて、
前記零電圧を出力する単位インバータを、前記各相N台の単位インバータの中から所定の時間ごとに切替えるようにしたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a transformer circuit composed of one or a plurality of transformers having one secondary winding or a plurality of mutually isolated secondary windings, and from each of the secondary windings Each unit inverter that converts the input AC voltage into a single-phase AC voltage having an arbitrary frequency and voltage and outputs it is connected in series N ( N is a positive number of 2 or more ) stages, and each set of three phase inverters a three-phase inverter formed by a multiple inverter system comprising a control unit for controlling the three-phase inverter to a desired state, controls the phase-phase inverter of the M (M <N) base unit inverters of Thus, when the multiple inverter system can output up to the rated voltage of the load with respect to the load of the multiple inverter system, the control device forms the respective phase inverters. At least one of each unit inverter outputs a zero voltage, and the rest is in an operation state of outputting a single-phase AC voltage having a desired frequency and voltage,
When the three-phase inverter is outputting in this operating state and a pulse-off command is issued to the three-phase inverter, first, each unit inverter outputting the desired voltage is pulse-off by the control device, and this pulse-off operation is performed. In a multiple inverter system that monitors the output current of the subsequent three-phase inverter and pulse-offs each unit inverter that is outputting the zero voltage by the control device when the output current becomes a predetermined value or less ,
The unit inverter that outputs the zero voltage is switched at predetermined intervals from among the N unit inverters of each phase .
さらに、第4の発明は、1個の二次巻線若しくは複数個の互いに絶縁された二次巻線を有する1台または複数台の変圧器からなる変圧器回路と、該二次巻線それぞれからの入力交流電圧を任意の周波数および電圧の単相交流電圧に変換して出力するそれぞれの単位インバータの出力端を直列N(Nは2以上の正数)段接続してなる各相インバータ3組により形成される三相インバータと、この三相インバータを所望の状態に制御する制御装置とからなる多重インバータシステムであって、前記各相の相インバータのM(M<N)台の単位インバータを制御することによって、前記多重インバータシステムの負荷に対して、該負荷の定格電圧までこの多重インバータシステムが出力可能なときには、前記制御装置により前記各相インバータを形成するそれぞれの単位インバータのうち、少なくとも1台は零電圧を出力し、残りは所望の周波数および電圧の単相交流電圧を出力する動作状態にし、
この動作状態で前記三相インバータが出力中に、この三相インバータにパルスオフ指令が発せられたときには、先ず、前記所望の電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせ、このパルスオフ動作後の該三相インバータの出力電流を監視し、この出力電流が所定の値以下になった時点で前記零電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせる多重インバータシステムにおいて、
前記零電圧を出力する単位インバータを、前記各相N台の単位インバータの中から予め選択しておくようにしたことを特徴とする。
Furthermore, the fourth invention provides a transformer circuit composed of one or a plurality of transformers having one secondary winding or a plurality of mutually isolated secondary windings, and each of the secondary windings. Each phase inverter 3 is formed by connecting the output terminals of the unit inverters that convert the input AC voltage from a single-phase AC voltage of an arbitrary frequency and voltage and output it in series N (N is a positive number of 2 or more) stages. A multi-inverter system comprising a three-phase inverter formed by a set and a control device for controlling the three-phase inverter to a desired state, wherein M (M <N) unit inverters of the phase inverter of each phase When the multi-inverter system can output up to the rated voltage of the load with respect to the load of the multi-inverter system, the control device forms each phase inverter. At least one of the unit inverters that are configured outputs zero voltage, and the rest is in an operation state that outputs a single-phase AC voltage having a desired frequency and voltage.
When the three-phase inverter is outputting in this operating state and a pulse-off command is issued to the three-phase inverter, first, each unit inverter outputting the desired voltage is pulse-off by the control device, and this pulse-off operation is performed. In a multiple inverter system that monitors the output current of the subsequent three-phase inverter and pulse-offs each unit inverter that is outputting the zero voltage by the control device when the output current becomes a predetermined value or less,
The unit inverter that outputs the zero voltage is selected in advance from among the N unit inverters of each phase .
この発明は、通常運転後の単位インバータそれぞれのパルスオフ時に多重インバータシステムの出力端子間に発生する電圧は、主として、この多重インバータシステムの負荷のインダクタンス分と単位インバータのフリーホイールダイオード(FWD)動作に基づくものであり、従って、パルスオフから電流が零に減衰するまでの短時間に出力端子間に電圧が発生することに着目してなされたものである。 In the present invention, the voltage generated between the output terminals of the multiple inverter system at the time of pulse-off of each unit inverter after normal operation is mainly due to the inductance of the load of the multiple inverter system and the freewheel diode (FWD) operation of the unit inverter. Therefore, it was made by paying attention to the fact that a voltage is generated between the output terminals in a short time from the pulse-off until the current decays to zero.
すなわち、前記多重インバータシステムが前記第3または第4の制御制御方法を用いた通常運転中に、この多重インバータシステムにパルスオフ指令が発せられたときには、先ず、所望の電圧を出力中の単位インバータそれぞれをパルスオフさせ、このパルスオフ動作後に所定の時間経過した時点または前記多重インバータシステムの出力電流が所定の値以下になった時点で零電圧を出力中の単位インバータそれぞれをパルスオフさせることにより、前記負荷の最大耐電圧を超える恐れのある電圧が該負荷に印加されることが解消され、その結果、前記負荷の損傷を防止できる。 That is, when a pulse-off command is issued to the multiple inverter system during normal operation using the third or fourth control method, the unit inverter that is outputting a desired voltage first. When the predetermined time elapses after the pulse-off operation or when the output current of the multiple inverter system becomes a predetermined value or less, each unit inverter that is outputting zero voltage is pulsed off. It is eliminated that a voltage that may exceed the maximum withstand voltage is applied to the load, and as a result, damage to the load can be prevented.
この発明の第1の実施例として、図4に示した変圧器回路10、単位インバータ11〜13,21〜23,31〜33、制御装置50による多重インバータシステムの負荷としての交流電動機がその定格電圧が異なった複数台のうちの1台をその都度切換えて使用され、この切換えに伴って接続された交流電動機の定格電圧が前記多重インバータシステムの出力定格電圧の1/3〜2/3の範囲にある場合について、図1に示す制御装置50の動作フローチャートを参照しつつ、以下に説明をする。
As a first embodiment of the present invention, an AC motor as a load of a multiple inverter system by the
先ず、ステップS11の通常運転の状態として、制御装置50により、例えば、単位インバータ11,21,31それぞれは零電圧を出力し、単位インバータ12,13,22,23,32,33それぞれはPWM制御動作により所望の周波数および電圧の単相交流電圧を出力すること、すなわち、先述の第3の制御方法が行われている状態中に、パルスオフ指令が発せられたか否かを監視し(ステップS12)、パルスオフ指令が発せられていないときには(分岐N)、ステップ11に戻る。 First, as a normal operation state in step S11, the control device 50 outputs, for example, each of the unit inverters 11, 21, 31 outputs zero voltage, and each of the unit inverters 12, 13, 22, 23, 32, 33 performs PWM control. A single-phase AC voltage having a desired frequency and voltage is output by operation, that is, whether or not a pulse-off command is issued during the state in which the third control method described above is being performed (step S12). When the pulse-off command is not issued (branch N), the process returns to step 11.
ステップ12でパルスオフ指令が発せられたことが検知されたときには(分岐Y)、ステップ13に移る。
When it is detected in
ステップS13では、単位インバータ11,21,31それぞれは零電圧を出力している状態のまま、単位インバータ12,13,22,23,32,33それぞれがパルスオフ状態に移行する。
In step S13, each of
その結果、この多重インバータシステムの出力端子U,V,Wのいずれかの端子間には最大値として「4E」ボルトの電圧が発生し、この電圧は先述の如く時間の経過とともに減衰する。 As a result, a voltage of “4E” volts is generated as a maximum value between any of the output terminals U, V, and W of this multiple inverter system, and this voltage attenuates with the passage of time as described above.
すなわち、ステップS14では、ステップS13の処理により発生した電圧が十分に減衰するまでの時間T1を設定し、この時間が経過するまで待ち(分岐N)、この時間T1が経過すると(分岐Y)、ステップS15へ移る。 That is, in step S14, a time T1 until the voltage generated by the process in step S13 is sufficiently attenuated is set, wait until this time elapses (branch N), and when this time T1 elapses (branch Y), Control goes to step S15.
ステップS15では、零電圧を出力していた単位インバータ11,21,31それぞれをパルスオフ状態に移行させる。 In step S15, each of the unit inverters 11, 21, 31 that has output the zero voltage is shifted to the pulse-off state.
従って、この発明の多重インバータシステムでは、従来の多重インバータシステムにおける単位インバータ11〜13,21〜23,31〜33それぞれのパルスオフ操作が一斉に行われていたことに起因して発生した電圧「6E」ボルトを、「4E」ボルトに抑え込むことができる。すなわち、前記負荷の最大耐電圧を超える恐れのある電圧が該負荷に印加されることが解消され、その結果、前記負荷の損傷を防止できる。
Therefore, in the multiple inverter system of the present invention, the voltage “6E” generated due to the pulse-off operations of the
図2は、この発明の第2の実施例を示す多重インバータシステムの回路構成図であり、図4に示した回路構成と異なる点は、制御装置50に代えて制御装置60が備えられ、この多重インバータシステムの出力電流を検出する電流検出器61が追加されている。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a multiple inverter system showing a second embodiment of the present invention. The difference from the circuit configuration shown in FIG. 4 is that a
図2に示した多重インバータシステムの負荷としての交流電動機がその定格電圧が異なった複数台のうちの1台をその都度切換えて使用され、この切換えに伴って接続された交流電動機の定格電圧が前記多重インバータシステムの出力定格電圧の1/3以下の範囲にある場合について、図3に示す制御装置60の動作フローチャートを参照しつつ、以下に説明をする。
The AC motor as a load of the multiple inverter system shown in FIG. 2 is used by switching one of a plurality of units having different rated voltages each time, and the rated voltage of the AC motor connected with the switching is changed. The case where the output voltage is within 1/3 of the rated output voltage of the multiple inverter system will be described below with reference to the operation flowchart of the
先ず、ステップS21の通常運転の状態として、制御装置60により、例えば、単位インバータ11,12,21,22,31,32それぞれは零電圧を出力し、単位インバータ13,23,33それぞれはPWM制御動作により所望の周波数および電圧の単相交流電圧を出力すること、すなわち、先述の第4の制御方法が行われている状態中に、パルスオフ指令が発せられたか否かを監視し(ステップS22)、パルスオフ指令が発せられていないときには(分岐N)、ステップ21に戻る。
First, as a state of normal operation in step S21, for example, the unit inverters 11, 12, 21, 22, 31, and 32 output zero voltage by the
ステップ22でパルスオフ指令が発せられたことが検知されたときには(分岐Y)、ステップ23に移る。
When it is detected in
ステップS23では、単位インバータ11,12,21,22,31,32それぞれは零電圧を出力している状態のまま、単位インバータ13,23,33それぞれがパルスオフ状態に移行する。 In step S23, each of the unit inverters 13, 23, and 33 shifts to a pulse-off state while the unit inverters 11, 12, 21, 22, 31, and 32 output zero voltage.
その結果、この多重インバータシステムの出力端子U,V,Wのいずれかの端子間には最大値として「2E」ボルトの電圧が発生し、この電圧は先述の如く時間の経過とともに減衰する。 As a result, a voltage of “2E” volts is generated as a maximum value between any of the output terminals U, V, and W of this multiple inverter system, and this voltage attenuates as time passes as described above.
すなわち、ステップS24では、ステップS23の処理により発生した電圧が十分に減衰し、その結果、電流検出器61の検出値も減少するのを待ち(分岐N)、この検出値が零あるいは所定の値以下、例えば、定格の1%以下になると(分岐Y)、ステップS25へ移る。 That is, in step S24, the voltage generated by the process of step S23 is sufficiently attenuated, and as a result, the detection value of the current detector 61 is also decreased (branch N). This detection value is zero or a predetermined value. Hereinafter, for example, when it becomes 1% or less of the rating (branch Y), the process proceeds to step S25.
ステップS25では、零電圧を出力していた単位インバータ11,12,21,22,31,32それぞれをパルスオフ状態に移行させる。 In step S25, the unit inverters 11, 12, 21, 22, 31, and 32 that have output the zero voltage are shifted to the pulse-off state.
従って、この発明の多重インバータシステムでは、従来の多重インバータシステムにおける単位インバータ11〜13,21〜23,31〜33それぞれのパルスオフ操作が一斉に行われていたことに起因して発生した電圧「6E」ボルトを、「2E」ボルトに抑え込むことができる。すなわち、前記負荷の最大耐電圧を超える恐れのある電圧が該負荷に印加されることが解消され、その結果、前記負荷の損傷を防止できる。
Therefore, in the multiple inverter system of the present invention, the voltage “6E” generated due to the pulse-off operations of the
さらに、この発明の第1または第2の実施例を用いてなる多重インバータシステムによれば、この多重インバータシステムの負荷としての交流電動機がその定格電圧が異なった複数台のうちの1台を選択し、その都度切換えて使用される用途に対しても1台の多重インバータシステムで対応することができるので、価格,設置面積などの点でも有利である。 Furthermore, according to the multiple inverter system using the first or second embodiment of the present invention, the AC motor as the load of the multiple inverter system selects one of the multiple units having different rated voltages. However, it is advantageous in terms of price, installation area, etc., since it can be used with a single multi-inverter system for applications that are switched and used each time.
なお上述の第1または第2の実施例の説明では、所望の周波数および電圧の単相交流電圧を出力する単位インバータを固定した状態での説明であったが、前記各相3(N=3)台の単位インバータの中からその都度任意に選択できるようにし、この選択動作を所定の時間ごとに繰り返すようにすることにより、各単位インバータの熱損失を平均化でき、その結果、各単位インバータの温度上昇値を均一化することができる。 In the above description of the first or second embodiment, the unit inverter that outputs a single-phase AC voltage having a desired frequency and voltage is fixed, but each phase 3 (N = 3) is described. ) By making it possible to arbitrarily select from the unit inverters of each unit and repeating this selection operation every predetermined time, the heat loss of each unit inverter can be averaged. As a result, each unit inverter The temperature rise value can be made uniform.
10…変圧器回路、11〜13,21〜23,31〜33…単位インバータ、40,50,60…制御装置、61…電流検出器。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
この動作状態で前記三相インバータが出力中に、この三相インバータにパルスオフ指令が発せられたときには、先ず、前記所望の電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせ、このパルスオフ動作から所定の時間経過後、前記零電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせる多重インバータシステムにおいて、
前記零電圧を出力する単位インバータを、前記各相N台の単位インバータの中から所定の時間ごとに切替えるようにしたことを特徴とする多重インバータシステム。 Transformer circuit composed of one or a plurality of transformers having one secondary winding or a plurality of mutually isolated secondary windings, and an input AC voltage from each of the secondary windings is arbitrarily set three-phase output terminal of the unit of inverter outputs the converted single-phase AC voltage of a frequency and voltage series N (N is an integer greater than or equal to 2) formed by combining three sets phase inverter constituted by connecting stages an inverter, by a multi-inverter system comprising a control unit for controlling the three-phase inverter to a desired state, and controls the phase-phase inverter of the M (M <N) base unit inverters of the When the multiple inverter system can output up to the rated voltage of the load with respect to the load of the multiple inverter system, each unit inverter forming each phase inverter by the control device. At least one of the inverters outputs a zero voltage, and the rest is in an operation state of outputting a single-phase AC voltage having a desired frequency and voltage,
When the three-phase inverter is outputting in this operating state and a pulse-off command is issued to the three-phase inverter, first, each unit inverter outputting the desired voltage is pulse-off by the control device, and this pulse-off operation is performed. In a multiple inverter system in which each of the unit inverters outputting the zero voltage is pulsed off by the control device after a predetermined time elapses from
The multiple inverter system , wherein the unit inverter that outputs the zero voltage is switched at predetermined intervals from among the N unit inverters of each phase .
この動作状態で前記三相インバータが出力中に、この三相インバータにパルスオフ指令が発せられたときには、先ず、前記所望の電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせ、このパルスオフ動作から所定の時間経過後、前記零電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせる多重インバータシステムにおいて、 When the three-phase inverter is outputting in this operating state and a pulse-off command is issued to the three-phase inverter, first, each unit inverter outputting the desired voltage is pulse-off by the control device, and this pulse-off operation is performed. In a multiple inverter system in which each of the unit inverters outputting the zero voltage is pulsed off by the control device after a predetermined time elapses from
前記零電圧を出力する単位インバータを、前記各相N台の単位インバータの中から予め選択しておくようにしたことを特徴とする多重インバータシステム。 A multiple inverter system, wherein the unit inverter for outputting the zero voltage is selected in advance from among the N unit inverters for each phase.
この動作状態で前記三相インバータが出力中に、この三相インバータにパルスオフ指令が発せられたときには、先ず、前記所望の電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせ、このパルスオフ動作後の該三相インバータの出力電流を監視し、この出力電流が所定の値以下になった時点で前記零電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせる多重インバータシステムにおいて、
前記零電圧を出力する単位インバータを、前記各相N台の単位インバータの中から所定の時間ごとに切替えるようにしたことを特徴とする多重インバータシステム。 Transformer circuit composed of one or a plurality of transformers having one secondary winding or a plurality of mutually isolated secondary windings, and an input AC voltage from each of the secondary windings is arbitrarily set A three-phase inverter formed by three sets of inverters each having a series N ( N is a positive number of 2 or more ) stages connected to the output terminals of each unit inverter that converts the frequency and voltage into a single-phase AC voltage and outputs it And a control device for controlling the three-phase inverter to a desired state , wherein the multiple inverter system is controlled by controlling M (M <N) unit inverters of the phase inverter of each phase. When the multiple inverter system can output up to the rated voltage of the load with respect to the load of the inverter system, each unit inverter forming each phase inverter by the control device. At least one of the inverters outputs a zero voltage, and the rest is in an operation state of outputting a single-phase AC voltage having a desired frequency and voltage,
When the three-phase inverter is outputting in this operating state and a pulse-off command is issued to the three-phase inverter, first, each unit inverter outputting the desired voltage is pulse-off by the control device, and this pulse-off operation is performed. In a multiple inverter system that monitors the output current of the subsequent three-phase inverter and pulse-offs each unit inverter that is outputting the zero voltage by the control device when the output current becomes a predetermined value or less ,
The multiple inverter system , wherein the unit inverter that outputs the zero voltage is switched at predetermined intervals from among the N unit inverters of each phase .
この動作状態で前記三相インバータが出力中に、この三相インバータにパルスオフ指令が発せられたときには、先ず、前記所望の電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせ、このパルスオフ動作後の該三相インバータの出力電流を監視し、この出力電流が所定の値以下になった時点で前記零電圧を出力中の単位インバータそれぞれを前記制御装置によりパルスオフさせる多重インバータシステムにおいて、 When the three-phase inverter is outputting in this operating state and a pulse-off command is issued to the three-phase inverter, first, each unit inverter outputting the desired voltage is pulse-off by the control device, and this pulse-off operation is performed. In a multiple inverter system that monitors the output current of the subsequent three-phase inverter and pulse-offs each unit inverter that is outputting the zero voltage by the control device when the output current becomes a predetermined value or less,
前記零電圧を出力する単位インバータを、前記各相N台の単位インバータの中から予め選択しておくようにしたことを特徴とする多重インバータシステム。 A multiple inverter system, wherein the unit inverter for outputting the zero voltage is selected in advance from among the N unit inverters for each phase.
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