JPH0213270A

JPH0213270A - ３相インバータの制御回路

Info

Publication number: JPH0213270A
Application number: JP63160399A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Yamagata; 山形　繁男
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1988-06-28
Publication date: 1990-01-17
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPH074066B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、高調波含有率が高い負荷や単相負荷を接続
しても、出力電圧波形の歪みが少い３相インバータの制
御回路に関する。

〔従来の技術〕

コンビエータなどの電子機器は、その電源に対して要求
する電圧と周波数の変動許容範囲が僅かであることから
、一般に定電圧定周波＠電源装置（以下ではＣＶＣＦｌ
ｆｆｉｌ装置と略記する）を使用するのであるが、この
ＣＶＣＦ電源装置は、商用交流電力を直流電力に変換す
る整流器と、この整流器が出力する直流電力を定電圧・
定周波数の３相交流電力に変換するインバータとで構成
し、必要に応じて商用交流電源が停電したときでもコン
ピュータへの電力供給が継続できるように、パンテリー
を備えて、このバ・ンテリーでバンクアンプするように
している。

ところで、ＣＶＣＦ電源装置の負荷であるコンピュータ
は、その内部電源の入力回路がコンデンサインプット形
整流回路となっているものが大部分である。それ故、通
常のＣＶＣＦ電源装置ではその出力電圧波形が歪んでし
まい、コンピュータが誤動作をするなどの不都合を生じ
ていた。

これに対しては、たとえばバイポーラトランジスタやＭ
ＯＳＦＥＴ　（金属酸化半導体電界効果トランジスタ）
など、高速でのスイッチングを行うことができる半導体
スイッチ素子を使用した単相インバータ３台を組合わせ
て３相インバータを形成させ、これら３台の単相インバ
ータを適切に制御することで解決している。

第２図は高調波含有率が高い負荷に３相交流電力を供給
する３相インバータの従来例を示した主回路接続図であ
る。

この第２回において、符号１１．１２および１３は平滑
コンデンサ、符号１４．１５および１６は単相電力変換
手段としての単相インバータであって、直流電ｓ２から
の直流電力を、平滑コンデンサと単相インバータとで、
別個に単相交流電力に変換している。よって３台の単相
インバータ１４．１５゜１６の出力を相互に１２０度ず
つの位相差で組合せることにより、負荷としてのコンピ
ュータ３に３相交流電力を供給するのであるが、これら
３台の単相インバータ１４．１５．１６はそれぞれが別
個にインバータ制御回路１７．１８．１９を備えており
、インバータを構成している半導体スイッチ素子として
のバイポーラトランジスタを適切な制御により高速スイ
ッチング動作させることで、コンピュータ３に波形歪み
の少い交流電力を供給する。

第３図は第２図に示すインバータ制御回路の従来例を示
した制御ブロック図である。

この第３図に示す制御回路の動作は次の通りである。す
なわち単相計器用変圧器（以下では単相ＰＴと略記する
）２０はたとえば第１相川単相インバータ　１４の出力
電圧を検出し、これを整流回路２１　とフィルタ回路２
２とで平滑な検出電圧信号に、ｆ換する。一方、電圧設
定器２３はこの単相インバータ　１４が出力するべき電
圧を設定しているので、比例積分調節回路（以下ではＰ
Ｉｆｉ節回路出回路する）２４にこの検出電圧信号と設
定電圧信号との偏差を入力させ、このＰＩ調節回路２４
から入力偏差を零に制御する信号を取出す。

符号２８はクロックパルスを出力する発振回路であって
、正弦波データを収めたメモリー２６とカウンタ２７　
ならびにこのクロックパルスによりデジタル量の正弦波
信号を創成して、これを乗算形Ｄ／Ａコンバータ２５に
与えることにより、この乗算形Ｄ／Ａコンバータ２５か
らは、’Ｐ　Ｉ調節回路２４の出力信号に対応した娠幅
のアナログ正弦波信号を出力させる。

比例調節回路（以下ではＰ調節回路と略記する）２９は
この乗算形Ｄ／Ａコンバータ２５が出力する正弦波信号
と、単相ＰＴ２０が検出する正弦波状の検出電圧信号と
の偏差を入力してこれを増幅する。

発振回路２８からのクロックパルスをベースにして、た
とえば３角波状で高周波数の搬送波を搬送波発生回路３
１が出力するので、Ｐ調節回路２９で増幅された信号と
この搬送波とをパルス幅変調回路（以下ではＰＷＭ回路
と略記する）３０においてパルス幅変調し、点弧信号同
＊　３２を経て単相インバータ１４を構成している各バ
イポーラトランジスタに点弧信号を送り、これらを１１
１１次オン・オフ動作させて単相交流をこのインバータ
１４から出力させる。

他の単相インバータ１５　と１６にも、それぞれ第３図
に示す構成のインバータ制御回路１Ｂ　と１９とが付属
しているので、３台の単相インバータ１４．１５．１６
が出力する単相交流の位相を相互に電気角で１２０度ず
つずらすことで、３相交流を得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕第２図と第３図で記述したように、３台の単相インバー
タ　１４．１５．１６　と、３＆［ｉのインバータ制御
回路１７，１８．１９　とにより、コンピュータのよう
なコンデンサインプット形整流回路が負荷である場合で
も、波形歪みの少ない３相交流電力を供給できるのであ
るが、単相インバータを３台使用するのは止むを得ない
としても、インバータ制御回路も３台分使用するため、
部品点数が多く、装置が大形化し、かつコストも上昇す
る不都合がある。

そこでこの発明の目的は、単相インバータを３台組合わ
せて３相交流電力を得る３相インバータの制御回路の共
通化により、当該３相インバータの制御回路の部品点数
を削減して、装置の小形化・低コスト化を図ることにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明の制御回路は、
半導体スイッチ素子のブリッジ接続で構成している単相
電力変換手段を３台組合わせて形成している３相インバ
ータにおいて、前記３相インバータが出力する３相交流
電圧の平均値を出力する整流手段と、この平均値と別途
に設定する電圧との偏差を零に調節する比例積分調節手
段と、この比例積分調節手段出力信号に対応した振幅の
正弦波信号を各相ごとに出力する３組の正弦波発生手段
と、この正弦波信号と前記３相インバータの出力相電圧
の偏差を各相ごとに調節する３Ｍの比例調節手段と、こ
の比例調節手段出力信号を各相ごとに搬送波でパルス幅
変調する３紺のパルス幅変調手段と、このパルス幅変調
手段出力信号から前記３台の単相電力変換手段に別個に
与える点弧信号を作成する３組の点弧信号発生手段とを
備えるものとする。

（作用）この発明は、高速半導体スイッチ素子を使用して高周波
変調するインバータでは、このインバータの出力インピ
ーダンスを低くできるのであるが、出力インピーダンス
を低くすれば、３相交流出力に不平衡負荷（たとえば単
相負荷）が印加されても、３相出力電圧は殆ど変化しな
いことから、３相交流の線間電圧平均値で比例積分制御
を行って出力電圧を一定にする。さらに各相電圧を比例
制御することでコンデンサインプット形整流回路などが
負荷である場合でも、出力電圧波形の歪みを抑制できる
ので、このような制御を行う場合の各相電圧の比例制御
のみは各単相インバータごとに行うが、３組交流線間電
圧平均値での比例積分制御は３組分−括とすることで、
部品点数の削減を行うものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例をあられした制御ブロック図で
あって、３台の単相インバータのすべてを制御する回路
である。

この第１図において、３台の単相インバータを組合わせ
ることで得られる３相交流電圧を３相ＰＴ　４０で検出
し、整流回路４１　とフィルタ回路４２　とにより平滑
な検出電圧信号を求める。次いで、この検出電圧信号と
電圧設定器２３による設定電圧信号との偏差を零に制御
する動作をＰｌｉｊｉ節回路２４に行わせるのは、第３
図で既述の従来例回路の場合と同じである。そしてこれ
ら３相ＰＴ４０、整流回路４１　　フィルタ回路４２、
電圧設定器２３ならびにＰＩｍ節回路２４　は、３台の
単相インバータに対して共通に１台ずつ用意すればよい
。またクロックパルスを出力する発振回路２８、カウン
タ２７および搬送波発生回路、３１　も、同様に３台の
単相インバータに対して共通に１台ずつ用意すればよい
。

３台の単相インバータのうちの第１相用インバータには
乗算形Ｄ／Ａコンバータ２５Ａ、メモリー２６Ａ、ＰＡ
ＩＮ節回路２９Ａ％ＰＷＭ回路３０Ａおよび点弧信号回
路３２Ａを用意し、第３図で既述の従来例回路と同様の
動作を行わせる。すなわち発振回路２８　とカウンタ２
７およびメモリー２６Ａとで得られるデジタル正弦波信
号と、ＰＩ調節回路２４の出力信号とを乗算形Ｄ／Ａコ
ンバータ２５Ａにおいて掛は合わせることで、アナログ
正弦波信号を得るのであるが、このアナログ正弦波信号
は、ＰＩ調節回路２４の出力が高いときはその振幅が大
、またＰｌｉｌ１節回路２４の出力が低いときはその振
幅が小となる。

このようにして求めたアナログ正弦波信号と、３相ＰＴ
４０から取出した第１相電圧信号との偏差をＰ調節回路
２９Ａに入力してこれを増幅し、さらに搬送波発生回路
３１が出力する搬送波とによりパルス幅変調をＰＷＭ回
路３０Ａで行う。その結果を点弧信号同１１１３２Ａを
経て第１相川インバータに与えるようにしている。

第２相川インバータと第３相用インバータでも、それぞ
れに対して用意している乗算形Ｄ／Ａコンバーク２５Ｂ
と２５０．メモリー２６Ｂと２６Ｃ，ＰｔＡ節回路２９
Ｂと２９Ｃ，ＰＷＭ回路３０Ｂと３００１点弧信号回路
３２Ｂと３２Ｃとが上記と同様な動作を行う。

〔発明の効果〕

この発明によれば、高速スインチング動作を行う半導体
スイッチ素子で構成した３台の単相インバータを組合わ
せて３相インバータを形成するのであるが、この３相イ
ンバータが出力する３相線間電圧の平均値を検出し、こ
れを比例積分制御することで出力電圧を定電圧制御しな
がら、各相ごとに相電圧を比例制御するようにしている
。この場合、各相電圧の比例制御部分は、３台の単相イ
ンバータのそれぞれに制御回路を必要とするが、これ以
外の制御回路は３台の単相インバータに共通に１組用意
すればよいので、不平衡負荷や高調波含有率の高い負荷
を接続した場合でも、波形歪みのない３相交流電力を、
部品点数の少ない低価格の制御回路で制御できる効果を
得る。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の実施例をあられした制御ブロック図、
第２図は高調波含有率が高い負荷に３相交流電力を供給
する３和インバータの従来例を示した主回路接続図、第
３図は第２図に示すインバータ制御回路の従来例を示し
た制御ブロック図である。２・・・直流電源、３・・・負荷としてのコンビ二一夕
、１１、１２．１３・・・平滑コンデンサ、１４．１５
．１６・・・単相インバータ、１７．１８．１９・・・
インバータ制御回路、２０・・・単相Ｐ　Ｔ、　２１．
４１・・・整流回路、２２．４２・・・フィルタ回路、
２３・・・電圧設定器、２４・・・ＰＩＡ＠節回路、２
５．２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ・・・乗算形Ｄ／Ａコンバ
ータ、２６、２６Ａ、、　２６Ｂ、　２６Ｃ・・・メモ
リー、２７・・・カウンタ、２Ｂ＝・・発振回路、２９
．２９Ａ、　２９Ｂ　、　２９Ｃ・Ｐ調節回路、３０．
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ・・・ＰＷＭ回路、３１・・・
搬送波発生回路、３２．３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ・＝−
点弧信号て凹

Claims

【特許請求の範囲】

　１）半導体スイッチ素子のブリッジ接続で構成してい
る単相電力変換手段を３台組合わせて形成している３相
インバータにおいて、前記３相インバータが出力する３
相交流電圧の平均値を出力する整流手段と、この平均値
と別途に設定する電圧との偏差を零に調節する比例積分
調節手段と、この比例積分調節手段出力信号に対応した
振幅の正弦波信号を各相ごとに出力する３組の正弦波発
生手段と、この正弦波信号と前記３相インバータの出力
相電圧の偏差を各相ごとに調節する３組の比例調節手段
と、この比例調節手段出力信号を各相ごとに搬送波でパ
ルス幅変調する３組のパルス幅変調手段と、このパルス
幅変調手段出力信号から前記３台の単相電力変換手段に
別個に与える点弧信号を作成する３組の点弧信号発生手
段とを備えていることを特徴とする３相インバータの制
御回路。