JPH03293970A - Control system for output voltage waveform of inverter - Google Patents
Control system for output voltage waveform of inverterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、無停電電源装置に適したインバータの出力電
圧波形制御に関し、特にコンデンサインプット形ダイオ
ード整流器等の非線形な整流器負荷により生ずる出力電
圧波形の歪みを無くするようにしたインパークの電圧波
形制御方式に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Industrial Application Field The present invention relates to output voltage waveform control of an inverter suitable for an uninterruptible power supply, and particularly to output voltage waveform control caused by a nonlinear rectifier load such as a capacitor input type diode rectifier. This invention relates to an impark voltage waveform control method that eliminates distortion.
Ｂ 、発明の！１！要
本発明は、インバータの出力電圧制御を二角波形の変調
波と正弦波形の信号波とを比較して行う正弦波ＰＷＭ制
御方式において、正弦波信号のピーク部分に、正弦波の
ピーク部分に相当する信号を重畳して正弦波信号のピー
ク部分が盛り上がった変形正弦波信号を作り、この変形
正弦波信号と三角波の変調波と比較することにより、非
線形負荷時の出力電圧波形の歪みを抑えるようにしたも
のである。B. Invention! 1! Summary The present invention provides a sine wave PWM control method in which the output voltage of an inverter is controlled by comparing a diagonal waveform modulated wave and a sine waveform signal wave. By superimposing the corresponding signals to create a modified sine wave signal with a raised peak, and by comparing this modified sine wave signal with the modulated triangular wave, the distortion of the output voltage waveform during nonlinear loads is suppressed. This is how it was done.
Ｃ１従来の技術
インバータ装置による無停電電源装置（以下、ＬＪＰＳ
と略称する）において、直流を交流に変換するインバー
タ部は、一般的に第３図に示す構成になっている。同図
は単相インバータの構成図を示し、ｌは直流電源、２は
インバータ、３は負荷である。ＵＰＳの出力電圧Ｖｏｕ
ｔの波形は商用電源と同様に正弦波になることが望まし
いので、直流電源１の電源電圧Ｖｄｃをインバータ２の
スイッチング素子Ｓ、、Ｓ、、Ｓ、及びＳ４をオン・オ
フ制御して出力電圧Ｖｉｎｖを得、これをＬＣ回路によ
り正弦波の出力電圧Ｖ ｏｕｔとして、負荷３へ出力す
る。スイッチング素子Ｓ、、Ｓ、、Ｓ、及びＳ４のオン
−オフ信号は、正弦波と三角波を比較して作成する。C1 Conventional technology Uninterruptible power supply system (hereinafter referred to as LJPS) using an inverter device
In general, the inverter section for converting direct current into alternating current has the configuration shown in FIG. 3. This figure shows a configuration diagram of a single-phase inverter, where l is a DC power supply, 2 is an inverter, and 3 is a load. UPS output voltage Vou
It is desirable that the waveform of t be a sine wave like that of a commercial power supply, so the power supply voltage Vdc of the DC power supply 1 is controlled on/off of the switching elements S, , S, , S, and S4 of the inverter 2 to adjust the output voltage. Vinv is obtained and outputted to the load 3 as a sinusoidal output voltage V out by the LC circuit. The on-off signals of the switching elements S, , S, , S, and S4 are created by comparing a sine wave and a triangular wave.
第４図は、その一般的な波形比較方式の一例を示す波形
図である。図において、（ａ）は三角波の変調波信号と
正弦波信号との比較を示し、（ｂ）はインバータの出力
電圧Ｖｉｎｖを示し、（Ｃ）、（ｄ）はスイッチング素
子Ｓｔ、ＳｓおよびＳ、、Ｓ、のオン−オフ信号を示し
ている。インバータ電圧Ｖｉｎｖは、正弦波の絶対値が
三角波の絶対値より大きくなったとき立上がり、小さく
なったとき立下がることにより、パルス幅変調波を形成
する。直流の電源電圧Ｖｄｃよりパルス幅変調のインバ
ータ電圧Ｖｉｎｖを得るため、前記スイッチング素子Ｓ
１．Ｓｔ。FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of the general waveform comparison method. In the figure, (a) shows a comparison between a triangular modulated wave signal and a sine wave signal, (b) shows the output voltage Vinv of the inverter, and (C) and (d) show the switching elements St, Ss and S, , S, on-off signals are shown. The inverter voltage Vinv rises when the absolute value of the sine wave becomes larger than the absolute value of the triangular wave, and falls when the absolute value of the sine wave becomes smaller, thereby forming a pulse width modulated wave. In order to obtain the pulse width modulated inverter voltage Vinv from the DC power supply voltage Vdc, the switching element S
1. St.
Ｓ３及びＳ４は（ｃ）、（ｄ）に示す如くオン−オフさ
れる。S3 and S4 are turned on and off as shown in (c) and (d).
正弦波と三角波との比較に基づくスイッチングによりイ
ンバータ電圧Ｖｉｎｖは、既に述べたように、Ｌ Ｃ回
路により正弦波の出力電圧Ｖｏｕｔに変換される。第５
図は、その出力電圧の波形図で、図（ａ）は線形負荷の
場合を示し、図（ｂ）はコンデンサインプット形ダイオ
ード整流器等の負荷の場合を示している。By switching based on the comparison between the sine wave and the triangular wave, the inverter voltage Vinv is converted into the sine wave output voltage Vout by the LC circuit, as described above. Fifth
The figures are waveform diagrams of the output voltage. Figure (a) shows the case of a linear load, and figure (b) shows the case of a load such as a capacitor input type diode rectifier.
＝１−記従来のＰＷＭ制御方式は、下記の利点がある。=1- The conventional PWM control method has the following advantages.
（１）オン−オフ信号を作成する制御回路が簡単である
。(1) The control circuit that creates the on-off signal is simple.
（２）第５図（ａ）に示した線形負荷の場合、出力電圧
Ｖ ｏｕｔがほぼ正弦波となる。(2) In the case of the linear load shown in FIG. 5(a), the output voltage V out is approximately a sine wave.
Ｄ１発明が解決しようとする課題
しかし、上記従来のＰＷＭ制御方式では、負荷がコンデ
ンサインプット形ダイオード整流器等の非線形の整流負
荷の場合、出力電圧Ｖｏｕｔの波形は第５図（ｂ）の実
線で示す如く、ピーク電圧が抑制された台形状になり、
電圧歪みが大きくなって負荷に悪影響を及ぼす。D1 Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional PWM control method described above, when the load is a nonlinear rectifying load such as a capacitor input type diode rectifier, the waveform of the output voltage Vout is as shown by the solid line in FIG. 5(b). As shown, it becomes trapezoidal with suppressed peak voltage,
Voltage distortion increases and has a negative impact on the load.
本発明は、このような課題に鑑みて創案されたもので、
従来同様に簡単な制御回路でオン−オフ信号を作成し、
しかも線形負荷及び整流負荷の両方の場合に出力電圧の
歪みを基準値以内に抑えることが可能な無停電電油装置
用インバータの波形比較方式を提供することを目的とし
ている。The present invention was created in view of these problems, and
Create on-off signals with a simple control circuit as before,
Moreover, it is an object of the present invention to provide a waveform comparison method for an inverter for an uninterruptible electro-hydraulic system that can suppress output voltage distortion within a reference value in both linear loads and rectified loads.
Ｅ１課題を解決するための手段
本発明における上記課題を解決するための手段は、三角
波形の変調波と正弦波形の信号波を比較して信号波の振
幅に応じて多数のパルス列を作り、そのパルス幅の等価
電圧を正弦波状に変調して出力電圧を得るようにしたＰ
ＷＭ制御インバータにおいて、前記正弦波信号を、その
ピーク部分に正弦波のピーク部分に相当する信号を重畳
してピーク部分が盛り上った変形正弦波信号となし、該
変形正弦波信号を前記三角波形の変調波と比較するよう
になす。E1 Means for Solving the Problem The means for solving the above problem in the present invention is to compare a triangular waveform modulated wave and a sinusoidal waveform signal wave, create a large number of pulse trains according to the amplitude of the signal wave, and compare them. P that modulates the equivalent voltage of the pulse width into a sine wave to obtain the output voltage.
In the WM control inverter, a signal corresponding to the peak portion of the sine wave is superimposed on the peak portion of the sine wave signal to obtain a modified sine wave signal with a raised peak portion, and the modified sine wave signal is converted into a modified sine wave signal with a swelled peak portion. Compare the waveform with the modulated wave.
Ｆ１作用
本発明は、インバータ回路内スイッチング素子のオン−
オフ信号を作成する際の正弦波信号として、正弦波信号
に正弦波のピーク部分に相当する信号を重畳させて盛り
上がらせた供餌状の波形を用い、この変形正弦波を三角
波と比較して、スイッチングパターンを作成するもので
ある。F1 action The present invention provides an on-state switching element in an inverter circuit.
As the sine wave signal when creating the off signal, we used a bait-like waveform that was made by superimposing a signal corresponding to the peak part of the sine wave on the sine wave signal, and compared this modified sine wave with a triangular wave. , to create a switching pattern.
上記供餌状の波形の重畳ピーク部分を適切に設定すると
整流器負荷の場合は出力電圧のピーク電圧が抑制されな
い歪みの小さな波形になり、負荷が線形の場合は信号波
に似た変形正弦波になって、両方共歪みが小さい。If the superimposed peak part of the above-mentioned bait-like waveform is set appropriately, the peak voltage of the output voltage will be suppressed in the case of a rectifier load, resulting in a waveform with small distortion, and if the load is linear, it will become a modified sine wave similar to a signal wave. Therefore, both distortions are small.
Ｇ、実施例
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。G. Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図は、本発明の正弦波と三角波の比較方式を説明す
る波形図である。同図において、（ａ）は振幅Ｍの正弦
波ｆ（θ）を示し、（ｂ）は振幅ｍの正弦波のピーク部
分を八〇だけ切取った信号ｇ（θ）を示し、（ｃ）は両
者を重畳された供餌状の波形の変形正弦波ｈ（θ）を示
している。ここで、ｆ（θ）は常時、
ｆ（θ）＝Ｍｓｉｎθ
であり、ｇ（θ）はθの範囲によって下記の如く異なる
。FIG. 1 is a waveform diagram illustrating a method for comparing a sine wave and a triangular wave according to the present invention. In the figure, (a) shows a sine wave f(θ) with amplitude M, (b) shows a signal g(θ) obtained by cutting off the peak part of the sine wave with amplitude m by 80, and (c) shows a modified sine wave h(θ) of a bait-like waveform in which both are superimposed. Here, f(θ) is always f(θ)=Msinθ, and g(θ) varies depending on the range of θ as shown below.
（］）０≦θ〈π／２−Δθ／２の場合ｇ（θ）−〇
（２）π／２−Δθ／２≦θくπ／２＋ΔＯ／２の場合
、ｇ （０）＝ ｍ ５ｉｎ（ｘ ／Δθ（０＋Δθ／
２−ｙｒ／２））（３）π／２＋Δθ／２≦θ〈３／２
π−Δθ／２の場合、ｇ（θ）−〇
（４）３／２π−Δθ／２≦θ〈３／２π＋Δθ／２の
場合、ｇ（θ）＝ｍ ５ｉｎ（π／Δθ（θ＋八へ／２
−３／２π））（５）３／２π十Δθ／２≦θく２πの
場合、ｇ＝（θ）−〇
である。供餌状の波形の変形正弦波ｈ（ｌは、ｈ（θ）
−丁（θ）十ｇ（θ）
で得られ、ｍ ／ Ｍ と八〇を適切に設定し、これを
信号波とする。(]) If 0≦θ〈π/2−Δθ/2, g(θ)−〇(2)π/2−Δθ/2≦θ×π/2+ΔO/2, g (0)= m 5in (x /Δθ(0+Δθ/
2-yr/2)) (3) π/2+Δθ/2≦θ〈3/2
In the case of π-Δθ/2, g(θ)-〇(4)3/2π-Δθ/2≦θ〈In the case of 3/2π+Δθ/2, g(θ)=m 5in(π/Δθ(θ+8) /2
-3/2π)) (5) When 3/2π+Δθ/2≦θ×2π, g=(θ)−〇. Modified sine wave h(l is h(θ)) of the bait-like waveform
- ding(θ)0g(θ), set m/M and 80 appropriately, and use this as a signal wave.
第１図の（ｄ）は、上記変形正弦波と三角波の比較を示
し、（ｅ）はその結果のスイッチングにより形成された
インバータ電圧Ｖｉｎｖを示している。インバータ電圧
Ｖｉｎｖは、変形正弦波の絶対値が三角波の絶対値より
大きくなったとき立上がり、小さくなったとき立下がる
ことにより、パルス幅変調波を形成している。FIG. 1(d) shows a comparison between the modified sine wave and the triangular wave, and FIG. 1(e) shows the inverter voltage Vinv formed by the resulting switching. The inverter voltage Vinv rises when the absolute value of the modified sine wave becomes larger than the absolute value of the triangular wave, and falls when the absolute value of the modified sine wave becomes smaller, thereby forming a pulse width modulated wave.
第２図は、このインバータ電圧Ｖｉｎｖより得た出力電
圧Ｖ ｏｕｔの波形図であって、同図（ａ）は線形負荷
時を示し、図（ｂ）は非線形負荷時を示している。同図
で明らかな如く、本実施例は下記の効果がある。FIG. 2 is a waveform diagram of the output voltage V out obtained from the inverter voltage Vinv, in which (a) shows the case under linear load, and FIG. 2 (b) shows the case under nonlinear load. As is clear from the figure, this embodiment has the following effects.
（＋）ＬＪＰＳ負荷か整流器負荷の場合、オン−オフ信
号作成用の変形正弦波ｈ（θ）内に含まれている波形成
分ｇ（θ）の効果により出力電圧Ｖ ｏｕｔの波形が第
２図（ｂ）に示すピーク電圧の如く抑制されない歪みの
小さな波形に改善される。(+) In the case of a LJPS load or a rectifier load, the waveform of the output voltage V out changes as shown in Figure 2 due to the effect of the waveform component g(θ) included in the modified sine wave h(θ) for creating the on-off signal. The waveform is improved to have a small distortion that is not suppressed, such as the peak voltage shown in (b).
（２）負荷が線形の場合、出力電圧Ｖｏｕｔの波形は第
２図（ａ）に示す如く、変形正弦波ｈ（θ）に似たピー
ク電圧の盛」：がった波形になるが、ｍ ／ Ｍ及びΔ
θを適切に設定することにより出力電圧Ｖｏｕｔの歪み
率も基準値以内に制御することができる。(2) When the load is linear, the waveform of the output voltage Vout is a waveform with a peak voltage similar to a modified sine wave h(θ), as shown in Figure 2(a), but m / M and Δ
By appropriately setting θ, the distortion rate of the output voltage Vout can also be controlled within a reference value.
（３）オン−オフ信号作成用の制御回路は、従来例と同
様に簡単なものでよい。(3) The control circuit for generating the on-off signal may be simple as in the conventional example.
Ｈ４発明の効果
以上、説明したとおり、本発明によれば、従来と同様に
簡単な制御回路でオン−オフ信号を作成し、しかも線形
負荷及び整流負荷の両方の場合に出力電圧の歪みを基準
値以内に抑えることが可能な優れたインバータの出力波
形制御方式を提供することができる。H4 Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, an on-off signal can be created with a simple control circuit as in the past, and the distortion of the output voltage can be used as a reference for both linear loads and rectified loads. It is possible to provide an excellent inverter output waveform control method that can suppress the output waveform within a certain value.
【図面の簡単な説明】
第１図と第２図は本発明を説明するための波形図、第３
図は一般的な無停電電源装置の構成図、第４図は従来の
ＰＷＭ制御方式の波形図、第５図は第４図の出力電圧の
波形図である。
■・・・直流電源、２・・・インバータ、３・・・負荷
、Ｖｄｃ・・・電源電圧、Ｖｉｎｖ・・・インバータ電
圧、Ｖｏｕｔ・・出力電圧、Ｓｔ、 Ｓｔ、 Ｓｓ、
Ｓ４・・・スイッチング素子。
外Ｚ″６
第２図
実九Ｆ例の主力電圧の液汁！図
（ａ）
（ｂ）
第３図
一貞グ 台ウ −Ｊ 勺東イ亭４配 １じ〕厘 装 置
の キ腹ｆ℃図４５図
状来の出力電圧の灰形図
（ｂ）
従来侠のｆ形図[Brief explanation of the drawings] Figures 1 and 2 are waveform diagrams for explaining the present invention, and Figure 3 is a waveform diagram for explaining the present invention.
4 is a waveform diagram of a conventional PWM control method, and FIG. 5 is a waveform diagram of the output voltage shown in FIG. 4. ■...DC power supply, 2...Inverter, 3...Load, Vdc...Power supply voltage, Vinv...Inverter voltage, Vout...Output voltage, St, St, Ss,
S4...Switching element. Outside Z''6 Fig. 2 Main voltage liquid of example 9F! Fig. 3 (a) (b) ℃Figure 45 Gray-shaped diagram of the output voltage since the previous figure (b) Conventional F-shaped diagram
Claims (1)
信号波の振幅に応じて多数のパルス列を作り、そのパル
ス幅の等価電圧を正弦波状に変調して出力電圧を得るよ
うにしたＰＷＭ制御インバータにおいて、 前記正弦波信号を、そのピーク部分に正弦波のピーク部
分に相当する信号を重畳してピーク部分が盛り上った変
形正弦波信号となし、該変形正弦波信号を前記三角波形
の変調波と比較するようにしたことを特徴とするインバ
ータの出力電圧波形制御方式。(1) Comparing a triangular waveform modulation wave and a sine waveform signal wave, creating a large number of pulse trains according to the amplitude of the signal wave, and modulating the equivalent voltage of the pulse width into a sine wave shape to obtain the output voltage. In the PWM control inverter, the sine wave signal is superimposed on its peak portion with a signal corresponding to the peak portion of the sine wave to obtain a modified sine wave signal with a raised peak portion, and the modified sine wave signal is converted into the modified sine wave signal as described above. An inverter output voltage waveform control method characterized by comparing it with a triangular waveform modulated wave.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2095654A JPH03293970A (en) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | Control system for output voltage waveform of inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2095654A JPH03293970A (en) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | Control system for output voltage waveform of inverter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03293970A true JPH03293970A (en) | 1991-12-25 |
Family
ID=14143490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2095654A Pending JPH03293970A (en) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | Control system for output voltage waveform of inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03293970A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008131735A (en) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Meidensha Corp | Output voltage controller for inverter |
| CN112511161A (en) * | 2020-11-26 | 2021-03-16 | 重庆智能机器人研究院 | Simulation test system and method for sinc filter of sigma-delta ADC chip |
-
1990
- 1990-04-11 JP JP2095654A patent/JPH03293970A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008131735A (en) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Meidensha Corp | Output voltage controller for inverter |
| CN112511161A (en) * | 2020-11-26 | 2021-03-16 | 重庆智能机器人研究院 | Simulation test system and method for sinc filter of sigma-delta ADC chip |
| CN112511161B (en) * | 2020-11-26 | 2023-09-08 | 重庆智能机器人研究院 | Sinc filter simulation test system and method for sigma-delta ADC chip |
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