JP6239448B2 - インバータおよびこれを用いた駆動システム - Google Patents
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- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
Description
前記第1パルスパターンと前記第2パルスパターンを切り換えることを特徴とするものである(ただし,An:n次の電圧高調波,n:次数,λ:損失係数(0 ≦ λ ≦ 2))。
(1)前記nが奇数,かつ,変調率が所定値以上では,第1パルスパターン、
(2)前記nが奇数,かつ,変調率が所定値以下では,第2パルスパターン、
(3)前記nが偶数,かつ,変調率が所定値以上では,第2パルスパターン、
(4)前記nが偶数,かつ,変調率が所定値以下では,第1パルスパターン、の少なくとも1つに従って,前記第1パルスパターンと前記第2パルスパターンを切り換えることを特徴とするものである。
(2)モータ電圧V1を直流電圧VDCで除算することで変調率Khを導出
上記の演算後,電圧位相θvは,ゲート信号演算手段55へ出力される。また,変調率Khは,第1パルスパターン演算手段52,第2パルスパターン演算手段53へ出力される。
(1)第1パルスパターンP1では,0 deg,180 degの内側(90 degを含む方向)に接するパルスが存在する。
(2)第1パルスパターンP1では,パルス数「Pno = 2n - 1」のnが奇数「n = 2p - 1(p:整数)」の場合,90 degを含むパルスが存在する。nが偶数「n = 2p(p:整数)」の場合,90 degを跨るパルスは存在しない。
(3)第2パルスパターンP2の性質は,第1パルスパターンP1と比べて逆である。
(4)パルスパターンP1,P2を切り換えるとき,パルスパターンは,不連続的に変化する(連続的に変化できない)。
電圧高調波Anとは,パルスパターンが含む高調波であり,パルスパターンをFFT解析することにより求められる。損失係数λとは,高調波損失Whの周波数依存性を表し, 0以上2以下の係数である。高調波損失の要因によって,以下のように定まる。
(1)λ = 0:周波数依存性がなく,銅損が主となる場合
(2)λ = 1:ヒステリシス損失が主となる場合
(3)λ = 2:渦電流損失が主となる場合
以下では,パルスパターンP1,P2の切り換えにより,(数3)の高調波損失が最小化されることを示す。
(2)変調率Kh < 0:第2パルスパターンP2
区間M1,M2の境界値を得るには,(数3)を目的関数とする最適化問題を解く必要がある。しかし,変調率0 %で切り換える必要があることは,パルスパターンの対称性より明らかであり,最適化計算は不要である。変調率Kh > 0のとき,第1パルスパターンP1を選択する理由について,以下説明する。
2…インバータ手段
3…電流検出手段
4…位置・速度検出手段
5…インバータ制御手段
51…出力電圧演算手段
52…第1パルスパターン演算手段
53…第2パルスパターン演算手段
531…第1搬送波出力手段
532…第2搬送波出力手段
54…パルスパターン切換手段
541…搬送波切換手段
55…ゲート信号演算手段
56…パルス数演算手段
57…正弦波出力手段
58…PWM手段
6…車輪
7…車両
VDC…直流電圧
Vu,Vv,Vw…U相電圧,V相電圧,W相電圧,Vu*…U相電圧指令
V1…モータ電圧
Iu,Iv,Iw…U相電流,V相電流,W相電流
θv…電圧位相
θ…回転子位相
ω*…速度指令,ω…回転速度
Kh…変調率
P1…第1パルスパターン,P2…第2パルスパターン,P-PWM…PWM信号
C1…第1搬送波,C2…第2搬送波
a1,a2,…,an:電圧パルス
Pno…パルス数
Claims (5)
- 直流をスイッチングして交流に変換するインバータにおいて,
nを整数とし,
1周期あたりのパルス数を(2n - 1)とし,
電圧位相0 〜 180 deg,180 〜 360 degのパルス数をそれぞれn,(n - 1)とする第1パルスパターンと,
電圧位相0 〜 180 deg,180 〜 360 degのパルス数をそれぞれ(n - 1),nとする第2パルスパターンを,変調率に基づいて切り換え、
(数3)の高調波損失Whを最小化するように前記第1パルスパターンと前記第2パルスパターンを切り換えることを特徴とするインバータ。
- 請求項1のインバータにおいて,
インバータの基本周波数に基づいて,前記パルス数を変更することを特徴とするインバータ。 - 請求項1のインバータにおいて,
前記パルス数が所定値以上の場合には,前記パルスパターンの切り換えを停止することを特徴とするインバータ - 請求項1のインバータにおいて,
前記変調率に基づいて搬送波を反転させることを特徴とするインバータ。 - 請求項1のインバータを用いて,
駆動システムの駆動源である交流モータを制御することを特徴とする駆動システム。
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