JPH0246175A - 電力変換装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は１周波数基準および電圧基準に応じて出力周
波数、電圧を制御する電力変換装置に関するものである
。

（従来の技術） この種の従来の電力変換装置について、第７図を用いて
説明する。

なお電力変換装置の可変周波数電源として電流形インバ
ータを用い、特に交・流電動機を駆動する場合について
説明する。

第７図に示した電力変換装置は、商用電源１からの商用
周波数電力が整流器２によって整流され。

直流リアクトル３を介してインバータ回路４に入力され
る。このインバータ回路４では１周波数制御系５からの
制御信号を受けて商用電源１からの入力電力を方形波の
交流電力に変換する。この場合交流出力電力の周波数Ｆ
と電圧Ｖは両者の比が一定となるように制御さ゛れ、こ
の交流出力によって交流電動機６が速度制御される。

さらに、！１流器２の位相制御系７は次のように構成さ
れている。すなわち、速度設定器８から入力制限回路１
０を介して与えられた電圧基準信号は、インバータ回路
４の出力電圧を検出する電圧検出器１１の出力と共に、
比幀器１２Ａに導かれ両者が比較されるこの比較器１２
Ａの出力信号は電圧制御回路１３を介した後、電流基準
信号として比較器１２Ｂの一方の入力端子に入力される
。比較器１２Ｂの他方の入力端子には、電流検出器１４
によって検出された商用電源１からの入力電流信号が入
力される。

これら電流基準信号と入力電流信号を比較器１２Ｂにて
比較した偏差信号は、電流制御回路１５を経て整流器位
相制御回路１６に導かれ、この整流器位相制御回路が整
流器２を構成する電力変換素子（図示せず）の位相角を
制御する。

また、インバータ回路４の周波数制御系５は次のように
構成されている。すなわち、入力制限回路１０を介して
得られた信号は周波数基準信号としても用いられ、これ
が周波数制御回路１７に導かれて、その発振周波数を制
御する。この際、周波数基準信号の値に応じたモードの
変調も行う。発振出力信号は、ゲートパルス制御回路１
８によりゲートパルスに変換され、その出力周波数を制
御する。

１９はゲートパルス制御回路１８の出力信号を増幅して
インバータ回路４にゲートパルスを供給するパルス増幅
回路である。

次に、このように構成された電力変換装置により交流電
動機７を駆動した場合の電流波形と電圧波形について説
明する。

第３図に示したのは、変調を行わない時の方形波電流（
ａ）とその電圧波形（ｂ）である。交流電動機７は正弦
波の誘起電圧を発生するが、電流形インバータでは、電
流波形が短時間で立ち上がり（または立ち下がり）する
ため、交流電動機７や配線のインダクタンスのためにサ
ージ電圧が発生し、交流電動機７の端子間には、サージ
電圧が加算された電圧が発生する。

第４図に、変調としてＰＷＭ制御を行ったときの電流波
形（ａ）と電圧波形（ｂ）を示す。（３山モード）通常
の方形波電流には、６ｍ±１　（ｍ＝１゜２、・・・）
次の高周波が含まれており、モータのトルクは脈動する
。このため低速域では滑らかな回転が難しくなるために
、ＰＷＭ制御を行い、脈動トルクの低減を図る。高速時
には、電流形インバータの転流能力の関係から、ＰＷＭ
制御を行うことができず、方形波モードに切り替える。

このように周波数制御回路においては、周波数基準に応
じてＰＷＭ制御のモードを切り替えて制御を行い、低速
のほど、ＰＷＭのパルスを増やし、高周波を減らすよう
に制御する。第５図にはＰＷＭ５山モードのときの電流
波形（、）と電圧波形（ｂ）を示す。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の電力変換装置においては、サージ電圧の
ために、電圧検出器１１により検出される電圧が交流電
動機６の制御電圧（基本波成分の実効値）に対して大き
めの値となり、制御上誤差となる。、このサージ電圧の
影響は、ＰＷＭ制御を行っている低速はど顕著になる。

このため、制御上必要とされる電圧が出力されていない
にもかかわらず、余分な電圧が検出されるため、電圧制
御回路１３の出力である電流基準が絞られてしまい、安
定な運転を継続することができない。また、２ｗＭモー
ドに応じてパルス数が変化し、これにより電圧検出値も
変わってしまうため、ＰＷＭモードの切り替わり時には
、制御的に外乱となってしまい、突入電流が流れてしま
う。（第６図）本発明は上記の問題点を解決するために
なされたもので、サージ電圧による影響を考慮して補正
を行い、交流電動機を常に安定に制御できる電力変換装
置を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、変調のモードにより変化するサージ電圧の
影響を除去するために、変調モードに応じて前記電力変
換装置の制御信号を、補正する補正手段を備えたもので
ある６ （作用） このように構成された電力変換装置においては。

次のような作用が生ずる。電圧検出器によって、交流電
動機が発生させる正弦波の誘起電圧と、電力変換装置が
発生させるサージ電圧とを加算した電圧が検出される。

このうちサージ電圧成分を推定し、補正をかける。この
補正方法は、「サージ電圧成分は、スイッチング周波数
、電流、インダクタンスに比例する。」という原理に基
づく。

ｖｃ＝に−ｆ５・　工 上式において、Ｖｃはサージ電圧成分、Ｋはインダクタ
ンス係数、ｆｓはスイッチング周波数、■は方形波電流
値である。ここでｆｓは出力周波数ｆに比例し、比例定
数はＰＷＭのモードに依存する。

ｆｓ＝ＮＩＩｌ−ｆ また、ｆは出力電圧Ｖに比例するように制御される。

ｆ３＝Ｎｍ　ＨＫｆ−Ｖ ここで、電流Ｔは、ＰＷＭを行う低速領域にてほぼ一定
とみなすと、 ｖｃ＝Ｋｍ−■ 結局サージ電圧成分Ｖｃは、出力電圧Ｖに比例し、その
比例定数ＫＩ１１はモードに応じて定まる。よって電圧
検出値Ｖｒ）８７は ＶＤＩ！Ｔ＝　Ｖ　＋Ｖｃ＝　（１＋Ｋｍ）　・Ｖとな
り、したがって（１＋Ｋｍ）の分だけ電圧検出値、ある
いは電圧基準値に補正をつけることにより、サージ電圧
による影響を除去した電圧制御を行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。な
お、本実施例において、従来装置と構成が同一の部分に
ついては同一の符号を付してその説明を省略する。

第１図に示すように、本実施例は、ＰＷＭモードｍによ
り、補正ゲイング、を選択する選択回路３１と、電圧検
出器１１の出力信号と前記補正ゲインｈ沈を乗じ比較器
１２Ａへ出力する乗算器３２を設けたものである。

本実施例において補正補正ゲイング、は。

であり、乗算器３２の出力は、制御電圧値Ｖを推定した
ものとなり、サージ電圧の影響を除去した電圧制御を行
うことができる。

第２図は本発明の他の実施例の構成を示したものである
。第１図と相違するところは、補正ゲイン７′、が、電
圧基準値に乗されている点である。

ここで補正ゲイング′−よ グ’、＝　（１＋にゆ） であり、電圧検出値の誤差分を電圧基準値側で補うもの
で、電圧制御系としては、先の第１図による実施例と同
様な作用が得られる。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、電圧サージによ
る影響を除去した電圧制御を行うことができるため、交
流電動機を安定に運転することができる。また、ＰＷＭ
モードに応じた補正をかけるため、ＰＷＭモードの切り
替え時においても、突入電流が流れることなく安定とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図、第
３図は方形波モード時の出力電流と、出力電圧波形図、
第４図はＰＷＭ３山モートモ−１時電流と、出力電圧波
形図、第５図はＰＷＭ３山モートモ−１時電流と、出力
電圧波形図、第６図はＰＷＭモード切り替え時の突入電
流波形図、第７図は従来の電力変換装置の構成を示すブ
ロック図である。 ２・・・整流器 ８・・・速度設定器 １２Ａ、　１２Ｂ・・・比較器 １４・・・電流検出器 １７・・・周波数制御回路 ３２・・・乗算器 ４・・・インバータ回路 １１・・・電圧検出器 １３・・・電圧制御回路 １５・・・電流制御回路 ３１・・・選択回路 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、周波数基準に応じて出力周波数を変化させる可変周
   波数電源において、前記可変周波数電源の電圧を検出す
   る電圧検出器と、前記電圧検出器の出力信号である電圧
   検出信号と電圧基準信号を基に電圧制御を行う電圧制御
   回路と、周波数基準に応じた複数の変調モードにより前
   記可変周波数電源の周波数を制御する周波数制御回路と
   から構成され、前記変調モードに応じて前記電力変換装
   置の制御信号を補正する補正手段を備えたことを特徴と
   する電力変換装置。