JPH0350509B2 - - Google Patents

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JPH0350509B2
JPH0350509B2 JP56161042A JP16104281A JPH0350509B2 JP H0350509 B2 JPH0350509 B2 JP H0350509B2 JP 56161042 A JP56161042 A JP 56161042A JP 16104281 A JP16104281 A JP 16104281A JP H0350509 B2 JPH0350509 B2 JP H0350509B2
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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
    • H02M7/53Conversion 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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion 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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は交流電動機の速度制御に用いられる交
流電源装置、特に電流比較形の交流電源装置に関
するものである。
この種の装置として従来より以下の様なPWM
交流電源装置が周知である。
第1図には上記従来装置の主回路が示されてい
る。同図においてダイオード10,12,14,
16,18,20により全波整流回路が構成され
ており、この回路に供給される3相交流電流はこ
こで整流され、平滑コンデンサ22により平滑さ
れて脈動の少ない直流電流とされる。そしてこの
様にして得られた直流電流は主トランジスタ3
0,32,34,36,38,40がブリツチ状
に接続されて主回路が構成されたPWMインバー
タに供給されている。なお各主トランジスタ3
0,32,34,36,38,40にはそれぞれ
還流ダイオード42,44,46,48,50,
52が接続されている。
上記第1図の各主トランジスタ30,32,3
4,36,40は所定のタイミングにてオンオフ
制御され、これによつて交流電動機54に3相の
PWM交流電流が供給されて該交流電動機54の
駆動が行なわれる。そして、交流電動機54に供
給される各相電流は電流検出器56,58,60
によつて検出されている。
第1図主回路は以上の構成から成り、次に前記
トランジスタ30,32,34,36,38,4
0のベースに制御信号を与えてこれらをオンオフ
制御する制御回路を第2図に基づいて説明する。
第2図には1相分の制御回路のみが示され、こ
れはトリガ回路から成る。この制御回路にはイン
バータ出力電流の瞬時値量(正弦波)を指令する
電流指令100と第1図電流検出器(56,58
又は60)の検出信号102が入力されている。
同図において、指令100は抵抗62を介して
比較器64の一方の比較入力に、そして信号10
2は抵抗66を介してその他方の比較入力に供給
されている。なお、この比較器64はオペアンプ
68、抵抗70,72から構成されている。
この比較器64はヒステリシス特性を有し、そ
の比の比較出力(電流偏差)はインバータ74を
介してオンオフ制御信号104としてまたインバ
ータ74,76を介してオンオフ信号106とし
て出力される。この信号104は前記トランジス
タ30のベースに、そして信号106はトランジ
スタ32のベースにそれぞれ供給されており、こ
れらでトランジスタ30,32のスイツチング制
御が行なわれる。
従来の電流比較形PWMインバータ装置は以上
の構成から成り以下その作用を第3図、第4図を
用いて説明する。
比較器64で指令100と信号102との比較
が行なわれ、指令100に対するインバータ出力
電流が比較器64のヒステリシス幅(ΔH)の上
限を越えるときにその出力が反転し、このときト
ランジスタ30がオフしてインバータ出力電流が
減少する方向に制御されている。そしてインバー
タ出力電流が減少して信号102がヒステリシス
幅(ΔH)の下限を下回るとき、比較器64の出
力が再度反転してトランジスタ30がオンされ、
インバータ出力電流が増加する。
以上のようにこの種の装置においては電流指令
100に対する検出信号102の電流偏差は比較
器64のヒステリシス幅(ΔH)によつて決定さ
れる。
装置の特性向上を図るためには上記電流偏差を
出来るだけ小さくすることが好適であり、通常で
はこのヒステリシス幅(ΔH)が極力狭小化され
る。
このとき、主回路トランジスタ30,32,3
4,36,38,40のスイツチング周波数がヒ
ステリシス幅(ΔH)に応じて変化する。ところ
が、トランジスタ30,32,34,36,3
8,40のスイツチング周波数には上限があり、
従つてこのとステリシス幅(ΔH)を無制限に狭
小化することは出来ない。このため、この種の装
置では比較器64のヒステリシス幅(ΔH)は上
記電流偏差と主トランジスタスイツチング上限周
波数を考慮して決定される。
ところで、この種の装置では主トランジスタ3
0,32,34,36,38,40のスイツチン
グ周波数は第4図に110にて示される特性に従
つて電動機54の回転速度にも応じて変化する。
すなわち、インバータ出力電流はインバータ出力
電圧と電動機54の誘導起電力との差によつて流
れるので、電動機54の低速回転時にあつては、
該誘導起電力が小さくインバータ出力電流の時間
に対する変化率が大きくなり、従つてインバータ
のスイツチング周波数が高くなる。
このように従来装置では電動機の回転速度によ
りインバータのスイツチング周波数が大きく変動
することが理解され、第4図においても電動機5
4が定格速度で回転しているときと低い速度で回
転しているときとではスイツチング周波数が大き
く異なることが認められる。
以上のように従来装置においてヒステリシス幅
(ΔH)を主トランジスタのスイツチング周波数
を考慮して所定の電流偏差内に収まるように設定
した場合、電動機が広い回転速度範囲で駆動制御
されると、スイツチング周波数が主トランジスタ
に許容されるスイツチング周波数の上限値を越え
ることがある。
このように従来装置には、電動機が広い回転速
度範囲内で駆動するときにインバータの主スイツ
チング素子がそれに許容されるスイツチング周波
数を越えてスイツチングされることがあり、この
とき主スイツチング素子が破壊されるという問題
があつた。
本発明は上記従来の課題に鑑みて為されたもの
であり、その目的は、駆動される電動機の速度が
大きく変動させるときでも上記主スイツチング素
子のスイツチング周波数の変動を許容できる程度
にまで抑制することが出来る電流比較交流電源装
置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は、主スイツ
チング素子のスイツチングにより得られた出力電
流で交流電動機を駆動制御するインバータと、イ
ンバータの出力電流を検出する電流検出器と、イ
ンバータ出力電流についての電流検出信号との突
き合わせを行なう比較器を含み該比較器の出力に
得られた電流偏差に基づいて前記スイツチング素
子のスイツチング制御を行なう制御回路とを備え
た直流比較形交流電源装置において、前記制御回
路は、前記交流電動機の誘導起電力に相当するヒ
ステリシス幅補正指令を出力するヒステリシス幅
指令回路と、該指令に応じ前記主スイツチング素
子のスイツチング周波数が基準値より超過したと
きに前記比較器のヒステリシス幅を前記主スイツ
チング素子のスイツチング周波数が減少するよう
に補正するヒステリシス補正回路とを含むことを
特徴とする。
以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。
第5図には本発明の好適な実施例が示され、同
図において前述第2図と同一部材には同一符号を
付してそれらの説明を省略する。
本発明では、第5図に示されるように、制御回
路に電動機54の誘導起電力に相当するヒステリ
シス幅補正指令120を出力するヒステリシス幅
指令回路80と、該指令120によつてヒステリ
シス幅を補正するヒステリシス幅補正回路82と
新たに設けられている。本実施例ではヒステリシ
ス指令回路80は電動機54の回路速度を検出す
る速度検出器から成り、その指令120は電動機
の回転速度に応じたものとなつている。なお、電
動機54の誘導起電力は電動機54の回転速度と
所定の関連があり、したがつて速度検出器の検出
信号値はこの誘導起電力の値に相当するものとな
つている。
一方のヒステリシス幅補正回路82には基準電
圧発生回路84が設けられており、該回路84か
ら出力される基準値122は電動機54の所定速
度に対応する値とされている。
上記指令は抵抗86を介して、また基準値12
2は抵抗88を介して比較器90の両比較入力に
供給されており、ここで両者の比較が行なわれ
る。
また、補正回路82には前記抵抗70に接続さ
れた抵抗92とスイツチ94とが設けられて両者
が直列接続されている。このスイツチ94は比較
回路90の比較出力124によつてスイツチング
制御されている。
本発明の好適な実施例は以上の構成からなり以
下その作用を説明する。
本実施例においても指令100と信号102と
がヒステリシスを有するコンパレータ68に供給
され、その出力に電流偏差を得、これによりイン
バータ主回路のスイツチング制御が行なわれる。
この点に関しては従来装置と変わることはない。
前記基準値122は本実施例ではヒステリシス
幅の切替を行なうために用いられるが、指令12
0の値が基準値122より大きい場合には比較出
力124が“H”レベルとなり、スイツチ94が
これによつてオフ駆動される。したがつてこの場
合には本実施例装置は従来装置と同様な動作を行
なう。
またこの逆の場合、すなわち指令120の値が
基準値122の値より小さな場合には、比較出力
124が“L”となり、これによりスイツチ94が
オン駆動される。したがつてこの場合には、比較
器64のヒステリシス幅はスイツチ94がオンす
るまでは抵抗70と抵抗72で定まる値とされて
いたが、このとき抵抗70と抵抗92とが並列接
続されることによつてこれらの抵抗70,92と
抵抗72との分圧比が大きくなり、さらに大きな
値となる。
この様に本実施例では電動機54の回転速度が
所定の速度以下である場合にはヒステリシス幅が
拡大するように切替られて主トランジスタ30,
32,34,36,38,40のスイツチング周
波数がトランジスタ30,32,34,36,3
8,40に許容される上限のスイツチング周波数
を越えないよう抑制される。
以上説明した様に、本実施例では、第4図特性
160にて示される様に、回転速度基準値122よ
り電動機54の回転速度が低いときにはスイツチ
94の動作によつてヒステリシス幅が拡大され、
したがつて主トランジスタ30,32,34,3
6,38,40のスイツチング周波数をインバー
タ主回路のスイツチング周波数を越えることはな
い。
この結果、本実施例によれば、主トランジスタ
がその上限スイツチング周波数以上でスイツチン
グすることがなく、したがつてインバータ主回路
が不適当な動作をしあるいはこれに不測の事故が
発生することはない。
次に本発明の好適な他の実施例を第6図に基づ
いて説明する。なお、同図において前述した各図
と同一部材には同一符号を付してその説明を省略
する。
本発明によれば前記ヒステリシス幅を連続的に
変化させることも可能であり、本実施例はこの様
にすることができるものである。
第6図において、ヒステリシス幅指令回路80
は第7図に示される様な出力特性の指令120が出
力され、また同回路80からは指令120を反転し
た指令121も同時に出力されている。これら指令
120、121は一端がオペアンプ68の出力側にそれ
ぞれ接続された可変抵抗器95,96の各他端に
供給されている。そして各抵抗95,96の分圧
出力はダイオード97のアノードとダイオード9
8のカソードに供給されており、これら各ダイオ
ードのカソードとアノードはオペアンプ68の反
転入力側に接続されている。
本発明の好適な第2実施例は以上の構成から成
り、したがつて、指令120、121そして抵抗95,
96、及びダイオード97,98によつて比較器
64の出力値が電動機54の回転が高速度である
ときには小さく、逆に低速度であるときには前記
ヒステリシス幅を拡大することができる。したが
つて前述実施例と同様に主トランジスタのスイツ
チング周波数を抑制することができる。ただ、前
述の実施例では比較器64のヒステリシス幅が抵
抗分圧にて切替変化する様にしたが、本実施例で
は比較器64の出力振幅値をもつてヒステリシス
幅を連続的に変化させる様にしている。
本実施例によれば比較器64のヒステリシス幅
を連続的に変化させることができるので、インバ
ータ主回路の主トランジスタ30,32,34,
36,38,40のスイツチング周波数の変動を
小さくすることができ、その制御にとつてより好
適である。
以上説明した様に本発明によれば比較器64の
ヒステリシス幅を変化させることによつてインバ
ータの主トランジスタのスイツチング周波数をそ
れに許容されるスイツチング周波数以下とするこ
とができるので、交流電動機の速度制御が広い回
転速度範囲に亘つて行なわれる場合に特に好適で
ある。
なお、前記第1の実施例でヒステリシス幅の切
替を連続的に行なうことによつて第2実施例と同
様な効果を得ることができる。また、上記説明で
は電動機の誘導起電力に相当するものとして誘導
電動機の回転速度を用いたが、これに代えて電流
指令またはインバータの出力電流周波数を用いて
もよい。
この様に主トランジスタのスイツチング周波数
変動が電動機の誘導起電力によつて生ずるもので
あるので、これに相当する信号によつて前記ヒス
テリシス幅を変化させればよいのである。ここ
で、誘導起電力自体を用いて変化させることは電
動機の磁束制御が行なわれている場合に特に有効
である。これは、磁束制御が行なわれている場合
は誘導起電力がインバータの出力周波数、電動機
の回転速度に正確に比例しないからである。
なお、インバータ主回路には主スイツチング素
子としてトランジスタに代えサイリスタ、GTO
などを用いることも電流容量増加のためにより好
適であり、本発明ではこれらのものなども主スイ
ツチング素子に含められる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の主回路を示す構成図、第2
図は従来装置の制御回路を示す回路図、第3図は
第1図及び第2図に示された従来装置の各部波形
図、第4図はヒステリシス幅切替動作説明図、第
5図は本発明の好適な第1実施例を示す回路図、
第6図は本発明の好適な第2実施例を示す回路
図、第7図は第6図ヒステリシス幅指令回路の出
力特性図である。 30,32,34,36,38,40……主ト
ランジスタ、54……交流電動機、56,58,
60……電流検出器、64……比較器、80……
ヒステリシス幅指令回路、82……ヒステリシス
幅補正回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 主スイツチング素子のスイツチングにより得
    られた出力電流で交流電動機を駆動制御するイン
    バータと、インバータの出力電流を検出する電流
    検出器と、インバータ出力電流についての電流指
    令と電流検出信号との突き合わせを行なう設定さ
    れたヒステリシス幅のヒステリシス特性を有する
    比較器を含み、該比較器の出力に得られた電流偏
    差に基づいて前記スイツチング素子のスイツチン
    グ制御を行なう制御回路と、を備えた電流比較形
    交流電源装置において、前記制御回路は、前記交
    流電動機の誘導起電力に相当するヒステリシス幅
    補正指令を出力するヒステリシス幅指令回路と、
    前記ヒステリシス幅補正指令を入力し、前記比較
    器のヒステリシス幅を補正するヒステリシス幅補
    正回路とを有し、前記ヒステリシス幅補正回路は
    前記誘導起電力が小さくなると前記比較器のヒス
    テリシス幅を大きくするように補正することを特
    徴とする電流比較形交流電源装置。 2 ヒステリシス幅指令回路は、交流電動機の回
    転速度に相当するヒステリシス幅補正指令を出力
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の電流比較形交流電源装置。
JP56161042A 1981-10-12 1981-10-12 電流比較形交流電源装置 Granted JPS5866584A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56161042A JPS5866584A (ja) 1981-10-12 1981-10-12 電流比較形交流電源装置
DE19823237779 DE3237779C2 (de) 1981-10-12 1982-10-12 Pulswechselrichter für einen Wechselstrommotor

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JP56161042A JPS5866584A (ja) 1981-10-12 1981-10-12 電流比較形交流電源装置

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Publication Number Publication Date
JPS5866584A JPS5866584A (ja) 1983-04-20
JPH0350509B2 true JPH0350509B2 (ja) 1991-08-01

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DE (1) DE3237779C2 (ja)

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JPS5866584A (ja) 1983-04-20
DE3237779A1 (de) 1983-04-28

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