JPH0370473A - パルス幅変調制御インバータの電流調節器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、パルス幅変調制御インバータに使用してい
る電流！Ｆ！節器の応答遅れ時間を短縮できるパルス幅
変調制御インバー・夕の電流調節器に関する。

〔従来の技術〕

正弦波形の電圧指令信号を、この電圧指令信号の周波数
よりも高い周波数の搬送波（一般に３角波形である）を
使ってパルス幅変調することにより得られるパルス列に
従って、インバータを構成している半導体スイッチ素子
をオン・オフさせる、いわゆるパルス幅変調制御インバ
ータ（以下ではＰＷＭインバータと略記する）は、波形
歪みの少い交流を効率よく直流から変換できるので多用
されている。

第４図はＰＷＭインバータの電流調節器とパルス幅変調
部分の従来例を示した回路図である。

この第４図において、電流１１！ｆｆ器３は演算増幅器
４と比例抵抗５および積分コンデンサ６とで構成（入力
抵抗の図示は省略している）している。

加算器２は、別途に設定している正弦波形の電流瞬時指
令信号■０と、図示していないＰＷＭインバータの出力
側からフィードバックしてくる当該ＰＷＭインバータの
電流実際信号■との偏差を演算し、その演算結果を電流
調節器３に入力させている。

比例積分調節動作をする電流ｉＪ１７１節器、瞬時値制
御により、入力偏差を零にすべき電圧指令信号ｖｏを出
力するのであるが、この電圧指令信号Ｖ“は電流指令信
号■０が正弦波形で与えられることから、その波形は正
弦波状である。

電流調節器３が出力する電圧指令信号ｖｌは、搬送波発
振器７が出力する３角波形の搬送波Ｃにより、コンパレ
ータ８においてパルス幅変調される。

第５図は第４図に示す従来例回路におけるコンパレータ
８に入力する電圧指令信号■８と搬送波Ｃの波形をあら
れした波形図である。

この第５図であきらかなように、電圧指令信号Ｖｏはリ
ップル分を含んだ正弦波状であるが、電流！１ｉｔｌｆ
ｌ器３の出力最大のときの電圧指令信号Ｖｏのピーク値
は、変調用搬送波の波高値の２倍程度となるように選定
するのが通常である。このような過変調状態で使用する
のは、インバータ主回路の電圧利用率を向上できる利点
を有するからである。

〔発明が解決しようとする課題〕

第６図は第５図に示す波形図の部分を拡大して示した拡
大波形図である。

この第６図では、電圧指令信号ｖｌは搬送波Ｃの波高値
より天なる過変調状態にある。ここで電流［Ｔ器３の入
力側で、たとえば電流指令信号■０を変化させたことに
より、Ｔｏなる時点がらこの電流！１１１１節器応答を
開始して、その出力である電圧指令信号Ｖ′が減少しは
じめても、搬送波Ｃと交差してパルスが切替わるまでの
遅れ時間Ｔ４は長くなる。すなわち過変調状態にあると
、電流制御系の応答に大きな無駄時間が入ることになる
。この電流制御系の応答遅れは、インバータが出力する
電流の波形を正弦波状に制御する働きを阻害するので、
出力電流のリップル率が増大し、その分だけインバータ
の１！１流容量が減少してしまう不都合があった。

そこでこの発明の目的は、電流１１節器の出力信号を変
調用搬送波でパルス幅変調をする場合に、インバータ主
回路の電圧利用率を良好にするべく過変調状態は維持し
つつ、電流制御系が素早く応答できるようにすることに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を遠戚するために、この発明の電流調節器は
、正弦波形の電流指令信号と、インバータが出力する電
流実際信号との偏差を、比例積分演算器で槽底している
電流調節手段に入力させ、この入力偏差を零にする制御
信号を当該電流調節手段から取出し、この制御信号を搬
送波でパルス幅変調して前記インバータを制御する構成
のパルス幅変調制御インバータにおいて、前記電流調節
手段が出力する制御信号を、前記搬送波の波高値よりも
僅かに大きい値を越えないように制限する出力制限手段
を、前記電流調節手段に備えるものとする。

〔作用〕

インバータの電圧利用率を向上させるためには過変調状
態の維持が必要であるが、電流ｇｉｗｉ器の出力最大値
を搬送波ピーク値の２倍にしなくても、過変調状態を維
持することは可能である。

そこでこの発明は、電流！１１節器の出力を、変調用搬
送波の波高値より僅かに大きい値に制限するすξツタを
、この電流１１ｍ器に設けることにより、電流ｍ部器の
出力が変化を開始すると、直ちに搬送波と交差してパル
ス切替えを行って、電流制御系の応答を迅速に行わせる
ようにしている。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例をあられした回路図であって、
第４図で既述の従来例回路と同様に、ＰＷＭインバータ
の電流調節器とパルス幅変調部分のみを示している。

この第１図に示すように、本発明の電流！Ｊ！節器部器
は、演算増幅器４と比例抵抗５および積分コンデンサ６
の他に、更に２組の定電圧ダイオードの突合わせ直列接
続で槽底した出力制限回路１１を、演算増幅器４に並列
接続した回路構成にしている。

このような槽底の電流ｉｌ１節器１ｏに、加算器２を介
して正弦波形の電流指令信号■“と、ＰＷＭインバータ
の出力側からフィードバックしてくる電流実際信号Ｉと
の偏差を入力すると、この電流調節器ｌＯは比例積分調
節動作により、正弦波形の電圧指令信号■１を出力する
はずであるが、出力制限回路１１の作用により、正弦波
形の所定値より大きい部分がカットされてコンパレータ
８へ与えられる。一方、搬送波発振器７は従来例回路の
場合と同様に、３角波形の変調用搬送波Ｃをコンパレー
タ８へ出力するので、電圧指令信号Ｖｌは搬送波Ｃによ
りパルス幅変調される。

第２図は第１図に示す本発明実施例回路におけるコンパ
レータ８に入力する電圧指令信号ｖｏと搬送波Ｃの波形
をあられした波形図である。

この第２図に示すように、電圧指令信号Ｖ＊は正弦波形
の所定値（この所定値とは搬送波Ｃの波高値よりも僅か
に大なる値）、より大なる部分が、出力制限回路１１の
働きによりカットされている。

第３図は第２図に示す波形図の部分を拡大して示した拡
大波形図である。この第３図であきらかなように、電圧
指令信号Ｖｏの上限値を搬送波Ｃの波高値よりも僅かに
大なる値に制限しているので、過変調状態は維持できる
。モしてＴｏなる時点からこの電圧指令信号ｖｏが変化
を開始するとき、搬送波と交差するまでの遅れ時間Ｔ、
はごく短い時間でよい。

〔発明の効果］ この発明によれば、ＰＷＭインバータを制御する電流調
節器の出力を、パルス幅変調用搬送波の波高値よりも僅
かに大きい値に制限する出力制限回路を、この電流調節
器に備えることにより、過変調状態を維持するとともに
、ａ流ｊＪＩ　Ｊｉｆｆ器の出力が変化した場合には、
直ちにパルスの切替えがなされるようにしている。その
ため、電流制御系の応答が素早く行われることになり、
当該ＰＷＭインバータの出力電流に含まれるリップル分
を低減することができるので、インバータのｔ＠容量を
低減させる不具合を解消できる効果が得られる。

【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回路図、第２図は
第１図に示す本発明実施例回路におけるコンパレータに
入力する電圧指令信号と搬送波の波形をあられした波形
図、第３図は第２図に示す波形図の部分を拡大して示し
た拡大波形図であり、第４図はＰＷＭインバータの電流
ｙ４節器とパルス幅変調部分の従来例を示した回路図、
第５図は第４図に示す従来例回路におけるコンパレータ
に入力する電圧指令信号と搬送波の波形をあられした波
形図、第６図は第５図に示す波形図の部分を拡大して示
した拡大波形図である。 ２・・・加算器、３．１０・・・電流調節器、４・・・
演算増幅器、５・・・比例抵抗、６・・・積分コンデン
サ、７・・・搬送波発振器、８・・・コンパレータ、１
１・・・出力制限１５１　図 ′ＩＡＺ　　の ！ｐＬ Ｔ。 １５３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）正弦波形の電流指令信号と、インバータが出力する
   電流実際信号との偏差を、比例積分演算器で構成してい
   る電流調節手段に入力させ、この入力偏差を零にする制
   御信号を当該電流調節手段から取出し、この制御信号を
   搬送波でパルス幅変調して前記インバータを制御する構
   成のパルス幅変調制御インバータにおいて、前記電流調
   節手段が出力する制御信号を、前記搬送波の波高値より
   も僅かに大きい値を越えないように制限する出力制限手
   段を、前記電流調節手段に備えることを特徴とするパル
   ス幅変調制御インバータの電流調節器。