JPH05207750A - Inverter unit - Google Patents

Inverter unit

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JPH05207750A
JPH05207750A JP4010980A JP1098092A JPH05207750A JP H05207750 A JPH05207750 A JP H05207750A JP 4010980 A JP4010980 A JP 4010980A JP 1098092 A JP1098092 A JP 1098092A JP H05207750 A JPH05207750 A JP H05207750A
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switching
inverter device
switching element
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Yasubumi Akagi
泰文 赤木
Satoshi Ogasawara
悟司 小笠原
Takashi Ikimi
高志 伊君
Toshiaki Okuyama
俊昭 奥山
Kenzo Kamiyama
健三 神山
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Abstract

PURPOSE:To provide a stably operable series multiplex inverter unit in which such switching condition as may cause breakdown of switching element is eliminated. CONSTITUTION:A phase U output voltage command vu* is compared with two carrier signals Ec1, Ec2, respectively, through comparators 31U, 32U. Output signals 711U and 712U from the comparators 31U, 32U are employed as input signals to a second protective circuit 6U whereas output signals 731U, 732U from the second protective circuit 6U and inverted signals 733U, 734U thereof are employed as input signals to a first protective circuit 4U. Output signals 721U-724U from the first protective circuit 4U are employed as gate signals for turning the switching elements S1U-S4U ON/OFF and the gate signals are amplified through gate amplifiers 51U-54U before they are fed to the switching elements S1U-S4U.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、直列多重インバータ装
置に係り、特にインバータを構成するスイッチング素子
に印加する電圧の過電圧に起因するスイッチング素子の
破壊を防止するようにしたインバータ装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a serial multiple inverter device, and more particularly to an inverter device for preventing a switching element from being destroyed due to an overvoltage of a voltage applied to a switching element which constitutes an inverter. ..

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、交流電動機の回転速度を制御す
る場合、PWMインバータ装置が用いられるが、通常の
PWMインバータの出力電圧は正、負の2レベル間で変
化するように構成されているため、出力電流に含まれる
高調波成分が大きいという問題がある。
2. Description of the Related Art Generally, a PWM inverter device is used to control the rotation speed of an AC motor, but the output voltage of a normal PWM inverter is configured to change between positive and negative two levels. However, there is a problem that the harmonic components included in the output current are large.

【0003】そこで、従来ではPWMインバータの出力
電流に含まれる高調波成分を低減する方法として特開昭
56−74088 号に記載のように、PWMインバータを直列
に多重化してインバータの出力電圧を正、0、負の3レ
ベル間で変化するように構成して高調波成分を低減する
方法が提案されている。
Therefore, conventionally, as a method for reducing the harmonic component contained in the output current of the PWM inverter, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
As described in No. 56-74088, there is proposed a method of multiplexing PWM inverters in series and changing the output voltage of the inverters between positive, zero and negative three levels to reduce the harmonic components. ing.

【0004】図7に直列多重インバータの詳細な回路構
成を示す。同図において、11は直流電源であり、平滑
コンデンサ12、13を直列接続したものが直流電源1
1に並列接続されている。これら2つの平滑コンデンサ
12、13の相互接続点は電源中性点として利用する。
FIG. 7 shows a detailed circuit configuration of the serial multiple inverter. In the figure, 11 is a DC power supply, and the smoothing capacitors 12 and 13 connected in series are the DC power supply 1
1 is connected in parallel. The interconnection point between these two smoothing capacitors 12 and 13 is used as a power supply neutral point.

【0005】スイッチング回路14はスイッチング素子
S1U〜S4W、フライホイルダイオードD1U〜D4Wおよび
各出力端子U,V,Wを中性点電位にクランプするため
のクランプダイオードCD1U〜CD2Wから構成されてい
る。U相の各スイッチング素子S1U〜S1Wのオン・オフ
状態と出力電圧との関係は図8に示すようになる。
The switching circuit 14 comprises switching elements S1U to S4W, flywheel diodes D1U to D4W and clamp diodes CD1U to CD2W for clamping each output terminal U, V, W to a neutral potential. The relationship between the on / off state of each of the U-phase switching elements S1U to S1W and the output voltage is as shown in FIG.

【0006】次に図9に前記直列多重インバータをパル
ス幅変調(PWM)する制御回路の構成を示す。同図に
おいて、U相出力電圧指令vu*と2つの搬送波信号Ec
1,Ec2とが比較器31U,32Uで比較される。比較
器31U,32Uの出力信号711U,712Uおよびこれらの
反転信号713U,714Uが保護回路4Uに入力される。保護
回路4Uの出力信号721U〜724Uはスイッチング素子S1U
〜S4Uのオン・オフ動作をさせるゲート信号とし、ゲー
トアンプ51U〜54Uで増幅して、スイッチング素子
S1U〜S4Uに供給される。
Next, FIG. 9 shows the configuration of a control circuit for performing pulse width modulation (PWM) on the serial multiple inverter. In the figure, U-phase output voltage command vu * and two carrier signals Ec
1 and Ec2 are compared by the comparators 31U and 32U. The output signals 711U and 712U of the comparators 31U and 32U and their inverted signals 713U and 714U are input to the protection circuit 4U. The output signals 721U to 724U of the protection circuit 4U are switching elements S1U.
~ S4U is a gate signal for turning on and off, amplified by gate amplifiers 51U to 54U, and supplied to switching elements S1U to S4U.

【0007】保護回路4Uは遅延回路411Uから414Uおよ
びAND回路421U〜424Uから構成され、入力信号711U〜
714Uの立上りを遅延させた出力信号721U〜724Uを発生す
ることにより、スイッチング素子の消弧遅れによる短絡
を防止する。V相、W相についても同様の回路によりス
イッチング素子を動作させる。
The protection circuit 4U is composed of delay circuits 411U to 414U and AND circuits 421U to 424U.
By generating the output signals 721U to 724U in which the rising of 714U is delayed, a short circuit due to the arc extinction delay of the switching element is prevented. The switching elements are operated by the same circuit for the V phase and the W phase.

【0008】図10に図9に示すPWM制御回路におけ
る出力電圧指令と搬送波信号、PWM信号および出力電
圧の関係を示す。但し、この波形図では保護回路による
遅延動作を考慮していない。S1UとS3U及びS2UとS4U
はそれぞれ共役な関係で動作することにより、零および
±Eの3レベルの電圧を出力でき、通常の2レベルのイ
ンバータに比べ、出力高調波を低減できる。
FIG. 10 shows the relationship between the output voltage command, the carrier signal, the PWM signal and the output voltage in the PWM control circuit shown in FIG. However, this waveform diagram does not consider the delay operation by the protection circuit. S1U and S3U and S2U and S4U
By operating in a conjugate relationship with each other, three-level voltages of zero and ± E can be output, and output harmonics can be reduced as compared with a normal two-level inverter.

【0009】図11に図9に示すPWM制御回路の動作
波形の詳細を示す。同図において、比較器31U,32
Uにより電圧指令vu*が搬送波信号Ec1,Ec2と比較される
ことによりPWM信号711U〜714Uが得られる。保護回路
4Uの出力信号721U〜724UはPWM信号711U〜714Uの立上
りを時間tdだけ遅らせた信号となり、ゲートアンプ51
U,52U,53U,54Uを介してスイッチング素子S1U〜S4Uに
供給される。
FIG. 11 shows details of operation waveforms of the PWM control circuit shown in FIG. In the figure, comparators 31U, 32
By comparing the voltage command vu * with the carrier wave signals Ec1 and Ec2 by U, the PWM signals 711U to 714U are obtained. Protection circuit
The output signal of 4U 721U~724U is a signal delayed rise of the PWM signal 711U~714U by time t d, the gate amplifier 51
It is supplied to the switching elements S1U to S4U via U, 52U, 53U and 54U.

【0010】スイッチング素子S1U〜S4Uにおいて、オ
ンからオフとなるタイミングがターンオフ時間tOFF
け遅れるが、td>tOFFであれば、S1UとS3Uあるいは
S2UとS4Uが同時にオンすることがなく、それ故1つの
スイッチング素子に過大電圧が印加されることがないの
で、各スイッチング素子が保護される。
In the switching elements S1U to S4U, the timing from ON to OFF is delayed by the turn-off time t OFF, but if t d > t OFF , S1U and S3U or S2U and S4U will not be turned on at the same time, and Therefore, since an excessive voltage is not applied to one switching element, each switching element is protected.

【0011】また、前記直列多重インバータでは、スイ
ッチング素子を直列接続することにより、直流電源の正
負の出力電圧の絶対値(E)が等しければスイッチング
素子に印加される電圧が約2分の1になり、定格電圧の
小さいスイッチング素子を用いることができる。すなわ
ち、図7の直列多重インバータにおいて、各スイッチン
グ素子に印加される電圧はE以下であり、定格電圧Eの
スイッチング素子を用いて出力電圧±Eで動作でき、ス
イッチング素子の印加電圧が2Eである通常の2レベル
インバータに比べ、定格電圧が2分の1のスイッチング
素子を使用することができる。
In the serial multiple inverter, the switching elements are connected in series so that if the absolute values (E) of the positive and negative output voltages of the DC power supply are equal, the voltage applied to the switching elements is reduced to about one half. Therefore, a switching element having a small rated voltage can be used. That is, in the serial multiplex inverter of FIG. 7, the voltage applied to each switching element is E or less, the switching element having the rated voltage E can be used to operate at the output voltage ± E, and the applied voltage of the switching element is 2E. It is possible to use a switching element whose rated voltage is half that of a normal two-level inverter.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】図9に示すPWM制御
回路において、比較器31U,32Uの出力信号711U,7
12Uが同時にハイレベル(以下、"Hi"と記す。)からロ
ーレベル(以下、"Lo"と記す。)に変化したときのスイ
ッチング状態を、図12よび図13に示す。図11は出
力電流が正のときの状態を、また図12は出力電流が負
のときの状態をそれぞれ、示している。
In the PWM control circuit shown in FIG. 9, output signals 711U, 7 of comparators 31U, 32U are provided.
12 and 13 show switching states when 12U simultaneously changes from a high level (hereinafter referred to as "Hi") to a low level (hereinafter referred to as "Lo"). 11 shows the state when the output current is positive, and FIG. 12 shows the state when the output current is negative.

【0013】保護回路4Uのは動作により、スイッチン
グ素子S1Uがオフしてから、スイッチング素子S3Uがオン
し、スイッチング素子S2Uがオフしてから、スイッチン
グ素子S4Uがオンする。したがって、S1UとS3Uがオンし
ている状態(a)から、S1UまたはS3Uがオフしている状態
(b1)または(b2)、すべてのスイッチング素子がオフして
いる状態(c)、S2UまたはS4Uがオフしている状態(d1)ま
たは(d2)、S2UとS4Uがオンしている状態(e)という順序
で、状態が推移し、3つ以上のスイッチング素子が同時
にオンすることはない。しかし、S1UとS2Uのどちらがさ
きにオフするか、およびS3UとS4Uのどちらがさきにオン
するかは、それぞれのスイッチング素子やゲートアンプ
などの特性によって左右される。
Due to the operation of the protection circuit 4U, the switching element S1U is turned off, the switching element S3U is turned on, the switching element S2U is turned off, and the switching element S4U is turned on. Therefore, from the state (a) in which S1U and S3U are on, the state in which S1U or S3U is off
(b1) or (b2), all switching elements are off (c), S2U or S4U is off (d1) or (d2), S2U and S4U are on (e ), The state changes, and three or more switching elements do not turn on at the same time. However, which of S1U and S2U is turned off first, and which of S3U and S4U is turned on first depends on the characteristics of each switching element and gate amplifier.

【0014】図11の出力電流が正の場合において、S2
Uが先にオフしてS1Uのみがオンする(b2)の状態では、S2
Uに直流電源の全電圧2Eが印加されるため、スイッチ
ング素子を破壊するおそれがある。また、図12の出力電
流が負の場合において、S4Uが先にオンしてS4Uのみがオ
ンする(d2)の状態では、S3Uに直流電源の全電圧2Eが
印加されるため、スイッチング素子を破壊するおそれが
ある。
When the output current in FIG. 11 is positive, S2
When U turns off first and only S1U turns on (b2), S2
Since the full voltage 2E of the DC power supply is applied to U, the switching element may be destroyed. Further, when the output current in FIG. 12 is negative and S4U is turned on first and only S4U is turned on (d2), the total voltage 2E of the DC power supply is applied to S3U, which destroys the switching element. May occur.

【0015】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、直列多重インバータにおいて、上述したよ
うなスイッチング素子を破壊するおそれのあるスイッチ
ング状態をなくし、安定に動作するインバータ装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an inverter device that operates stably in a serial multiplex inverter by eliminating the switching state that may damage the switching element as described above. The purpose is to

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明のインバータ装置
は、直流電源に直列接続された複数のスイッチング素子
を含み、1相あたり3以上のレベルの電圧を出力可能に
構成されたインバータ装置において、出力電圧を切り換
える際は必ず1レベルずつ切り換えるように前記複数の
スイッチング素子を点弧制御する制御手段を有すること
を特徴とする。また本発明のインバータ装置は、直流電
源に直列接続された複数のスイッチング素子を含み、1
相あたり3以上のレベルの電圧を出力可能に構成された
インバータ装置において、前記複数のスイッチング素子
のうちのいずれか2以上のスイッチング素子を同時に点
弧する場合には出力端子に近いスイッチング素子から順
に点弧させ、複数のスイッチング素子を同時に消弧する
場合には出力端子に遠いスイッチング素子から順に消弧
させる制御手段を有することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An inverter device of the present invention is an inverter device configured to include a plurality of switching elements connected in series to a DC power supply and capable of outputting a voltage of three or more levels per phase, It is characterized in that it has a control means for controlling the firing of the plurality of switching elements so that the output voltage is switched one level at a time. The inverter device of the present invention includes a plurality of switching elements connected in series to a DC power source,
In an inverter device configured to be capable of outputting a voltage of three or more levels per phase, when any two or more switching elements of the plurality of switching elements are simultaneously fired, the switching elements closer to the output terminal are sequentially output. When igniting and extinguishing a plurality of switching elements at the same time, a control means is provided for extinguishing the switching elements in order from the farthest switching element to the output terminal.

【0017】また本発明のインバータ装置は、直流電源
に直列接続された複数のスイッチング素子を含み、1相
あたり3以上のレベルの電圧を出力可能に構成されたイ
ンバータ装置において、あるスイッチング素子より出力
端子に近いスイッチング素子が消弧している場合には該
スイッチング素子を点弧することを禁止し、あるスイッ
チング素子より出力端子に遠いスイッチング素子が点弧
している場合には該スイッチング素子を消弧することを
禁止する制御手段を有することを特徴とする。
Further, the inverter device of the present invention includes a plurality of switching elements connected in series to a DC power supply and is configured to be capable of outputting a voltage of three or more levels per phase. When a switching element near the terminal is extinguished, it is prohibited to ignite the switching element, and when a switching element farther from the output terminal than a certain switching element is ignited, the switching element is extinguished. It is characterized by having control means for prohibiting arcing.

【0018】更に本発明のインバータ装置は、中性点出
力端子を備えた直流電源の両端間に第1乃至第4の直列
接続された4つのスイッチング素子の両端子が接続さ
れ、前記第2及び第3のスイッチング素子の相互接続点
はインバータ出力端子に接続され、かつ前記第1及び第
2のスイッチング素子の相互接続点と第3及び第4のス
イッチング素子の相互接続点は前記直流電源の中性点と
ダイオードを介して接続されると共に、前記第1及び第
3のスイッチング素子、及び第2及び第4のスイッチン
グ素子を互いに共役な関係でオン・オフ制御されるよう
に構成されたインバータ装置において、出力電圧が正の
状態から負の状態へ移行させるとき、または出力電圧が
負の状態から正の状態へ移行させるときには、必ず一
旦、出力電圧を零とする状態を経過させるように前記第
1乃至第4のスイッチング素子の点弧制御を行う制御手
段を有することを特徴とする。
Further, in the inverter device of the present invention, both terminals of the first to fourth series-connected four switching elements are connected between both ends of the DC power source having the neutral point output terminal, and the second and The interconnection point of the third switching element is connected to the inverter output terminal, and the interconnection point of the first and second switching elements and the interconnection point of the third and fourth switching elements are in the DC power supply. An inverter device configured to be connected to a characteristic point through a diode, and to be ON / OFF controlled by the first and third switching elements and the second and fourth switching elements in a conjugate relationship with each other. In (1), when the output voltage shifts from a positive state to a negative state, or when the output voltage shifts from a negative state to a positive state, the output voltage must be set to zero once. Characterized in that it has a control means for performing an arc control points of the first to fourth switching elements so as to elapse state.

【0019】また本発明のインバータ装置は、中性点出
力端子を備えた直流電源の両端間に第1乃至第4の直列
接続された4つのスイッチング素子の両端子が接続さ
れ、前記第2及び第3のスイッチング素子の相互接続点
はインバータ出力端子に接続され、かつ前記第1及び第
2のスイッチング素子の相互接続点と第3及び第4のス
イッチング素子の相互接続点は前記直流電源の中性点と
ダイオードを介して接続されると共に、前記第1及び第
3のスイッチング素子、及び第2及び第4のスイッチン
グ素子を互いに共役な関係でオン・オフ制御されるよう
に構成されたインバータ装置において、第1及び第2の
スイッチング素子がオンし、かつ第3及び第4のスイッ
チング素子がオフする状態から前記第3及び第4のスイ
ッチング素子がオンし、かつ第1及び第2のスイッチン
グ素子がオフする状態へ移行するとき、または第3及び
第4のスイッチング素子がオンし、かつ第1及び第2の
スイッチング素子がオフする状態から第3及び第4のス
イッチング素子がオフし、かつ第1及び第2のスイッチ
ング素子がオンする状態へ移行するときには、必ず第2
及び第3のスイッチング素子がオンし、かつ第1及び第
4のスイッチング素子がオフする状態を経過させるよう
に前記第1乃至第4の4つのスイッチング素子を点弧制
御する制御手段を有することを特徴とする。
Also, in the inverter device of the present invention, both terminals of the first to fourth switching elements connected in series are connected between both ends of the DC power source having the neutral point output terminal, and the second and The interconnection point of the third switching element is connected to the inverter output terminal, and the interconnection point of the first and second switching elements and the interconnection point of the third and fourth switching elements are in the DC power supply. An inverter device configured to be connected to a characteristic point through a diode, and to be ON / OFF controlled by the first and third switching elements and the second and fourth switching elements in a conjugate relationship with each other. In the state where the first and second switching elements are turned on and the third and fourth switching elements are turned off, the third and fourth switching elements are turned on. And when the first and second switching elements are turned off, or when the third and fourth switching elements are turned on and the first and second switching elements are turned off. When the switching element of No. 4 is turned off and the first and second switching elements are turned on, the second element is always turned on.
And a control means for controlling ignition of the first to fourth switching elements so that a state in which the third switching element is turned on and the first and fourth switching elements are turned off is passed. Characterize.

【0020】また前記制御手段は、例えば電圧指令と搬
送波信号とを比較する第1の比較器と、前記電圧指令
と、所定の直流レベルだけシフトされた前記搬送波信号
とを比較する第2の比較器と、前記電圧指令が急変した
際に前記第1、第2のスイッチング素子の点弧または消
弧のタイミングをずらすように前記第1、第2の比較器
の出力信号を遅延させる保護回路とを有することを特徴
とする。
The control means may include a first comparator for comparing a voltage command and a carrier signal, and a second comparator for comparing the voltage command and the carrier signal shifted by a predetermined DC level. And a protection circuit for delaying the output signals of the first and second comparators so as to shift the firing or extinguishing timing of the first and second switching elements when the voltage command suddenly changes. It is characterized by having.

【0021】[0021]

【作用】上記構成のインバータ装置では、出力電圧を切
り換える際は必ず1レベルずつ切り換えるように制御手
段により前記複数のスイッチング素子が点弧制御され
る。
In the inverter device having the above-mentioned structure, the plurality of switching elements are ignited by the control means so that the output voltage is switched one level at a time.

【0022】また上記構成のインバータ装置では、前記
複数のスイッチング素子のうちのいずれか2以上のスイ
ッチング素子を同時に点弧する場合には出力端子に近い
スイッチング素子から順に点弧させ、複数のスイッチン
グ素子を同時に消弧する場合には出力端子に遠いスイッ
チング素子から順に消弧させるように制御手段により各
スイッチング素子が点弧制御される。
Further, in the inverter device having the above-mentioned configuration, when any two or more switching elements among the plurality of switching elements are simultaneously fired, the switching elements closer to the output terminal are fired in order, and the plurality of switching elements are turned on. In the case of simultaneously extinguishing the switching elements, the switching elements are controlled to be extinguished by the control means so that the switching elements farthest from the output terminal are sequentially extinguished.

【0023】また上記構成のインバータ装置では、ある
スイッチング素子より出力端子に近いスイッチング素子
が消弧している場合には該スイッチング素子を点弧する
ことを禁止し、あるスイッチング素子より出力端子に遠
いスイッチング素子が点弧している場合には該スイッチ
ング素子を消弧することを禁止するように制御手段によ
り各スイッチング素子が点弧制御される。
Further, in the above-described inverter device, when a switching element closer to the output terminal than a certain switching element is extinguished, it is prohibited to fire the switching element, and the switching element is farther from the output terminal than the certain switching element. When the switching element is ignited, each switching element is ignited by the control means so as to prohibit extinguishing the switching element.

【0024】更に上記構成のインバータ装置では、出力
電圧が正の状態から負の状態へ移行させるとき、または
出力電圧が負の状態から正の状態へ移行させるときに
は、必ず一旦、出力電圧を零とする状態を経過させるよ
うに制御手段により前記第1乃至第4のスイッチング素
子の点弧制御が行われる。
Further, in the above-configured inverter device, when the output voltage is changed from the positive state to the negative state or when the output voltage is changed from the negative state to the positive state, the output voltage is always set to zero. Ignition control of the first to fourth switching elements is performed by the control means so that the state of turning on is passed.

【0025】また上記構成のインバータ装置では、第1
及び第2のスイッチング素子がオンし、かつ第3及び第
4のスイッチング素子がオフする状態から前記第3及び
第4のスイッチング素子がオンし、かつ第1及び第2の
スイッチング素子がオフする状態へ移行するとき、また
は第3及び第4のスイッチング素子がオンし、かつ第1
及び第2のスイッチング素子がオフする状態から第3及
び第4のスイッチング素子がオフし、かつ第1及び第2
のスイッチング素子がオンする状態へ移行するときに
は、必ず第2及び第3のスイッチング素子がオンし、か
つ第1及び第4のスイッチング素子がオフする状態を経
過させるように制御手段により前記第1乃至第4の4つ
のスイッチング素子が点弧制御される。
In the inverter device having the above structure, the first
And a state in which the third and fourth switching elements are turned on and the first and second switching elements are turned off from a state in which the second switching element is turned on and the third and fourth switching elements are turned off Or when the third and fourth switching elements are turned on and the first
And the third and fourth switching elements are turned off from the state in which the second and second switching elements are turned off, and the first and second switching elements are turned off.
When the switching element is turned on, the control means always causes the second and third switching elements to be turned on and the first and fourth switching elements to be turned off. The fourth four switching elements are ignition-controlled.

【0026】具体的には図11および図12において、
スイッチング素子を破壊するおそれがあるのは、いずれ
も該スイッチング素子がオフしていて、かつ該スイッチ
ング素子よりも出力端子に遠いスイッチング素子がオン
している状態である。かかる状態(b2)および(d2)となる
ことを禁止する手段を設けることにより、スイッチング
素子を破壊するおそれが無くなる。
Specifically, referring to FIG. 11 and FIG.
There is a possibility that the switching element may be destroyed when the switching element is turned off and the switching element farther from the output terminal than the switching element is turned on. By providing means for prohibiting the above states (b2) and (d2), there is no risk of breaking the switching element.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。インバータおよびその制御装置の構成は、各相と
も同じであるので、本明細書ではU相についてのみ示す
が、他相も同様の構成であるものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Since the configurations of the inverter and its control device are the same for each phase, only the U phase is shown in this specification, but the other phases have the same configuration.

【0028】図1には本発明に係るインバータの一実施
例の構成が示されている。同図において、U相出力電圧
指令vu*と2つの搬送波信号Ec1,Ec2とが比較器31
U,32Uで比較される。比較器31Uの出力信号711U
と比較器32Uの出力信号712Uは第2の保護回路6Uに
入力され、第2の保護回路6Uの出力信号731Uと732U、
および731Uと732Uの反転信号733Uと734Uが、第1の保護
回路4Uに入力されるように構成されている。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the inverter according to the present invention. In the figure, the U-phase output voltage command vu * and the two carrier signals Ec1 and Ec2 are compared to each other by the comparator 31.
U and 32U are compared. Output signal 711U of comparator 31U
And the output signal 712U of the comparator 32U is input to the second protection circuit 6U, and the output signals 731U and 732U of the second protection circuit 6U,
And inverted signals 733U and 734U of 731U and 732U are input to the first protection circuit 4U.

【0029】また第1の保護回路4Uの出力信号721U〜
724Uは、スイッチング素子S1U〜S4Uをオン・オフ動作
させるゲート信号となり、このゲート信号はゲートアン
プ51U〜54Uで増幅されて、スイッチング素子S1U
〜S4Uに供給される。
Further, the output signals 721U ... Of the first protection circuit 4U
724U serves as a gate signal for turning on / off the switching elements S1U to S4U, and this gate signal is amplified by the gate amplifiers 51U to 54U, and then the switching element S1U.
~ S4U supplied.

【0030】第1の保護回路4Uは、遅延回路411U〜41
4UとAND回路421U〜424Uから構成され、入力信号731U
〜734Uの立上りをtdだけ遅らせた信号721U〜724Uを出
力する。 また第2の保護回路6Uは、遅延回路611U〜
612UとAND回路62UとOR回路63Uから構成され、入力
信号712Uが"Lo"である期間および入力信号712Uが"Lo"か
ら"Hi"に変化してから遅延時間td2の期間は出力信号73
1Uが"Lo"であるようにし、入力信号711Uが"Hi"である期
間および入力信号711Uが"Hi"から"Lo"に変化してから遅
延時間td2の期間は出力信号732Uが"Hi"であるようにす
る。
The first protection circuit 4U includes delay circuits 411U to 41U.
4U and AND circuit 421U to 424U, input signal 731U
Outputs signals 721U to 724U in which the rising of ˜734U is delayed by t d . The second protection circuit 6U includes delay circuits 611U-
612U, an AND circuit 62U, and an OR circuit 63U, and an output signal 73 during a period when the input signal 712U is "Lo" and during a delay time t d2 after the input signal 712U changes from "Lo" to "Hi".
1U is as a "Lo", the period of the delay time t d2 after changing the "Lo" from the input signal 711U is "Hi" is a period and the input signal 711U is "Hi" is output signal 732U is "Hi "To be.

【0031】次に図2に図1のPWM変調回路の動作波
形を示す。比較器31U,32Uにより電圧指令vu*が
搬送波信号Ec1,Ec2と比較されることによりPWM信号7
11U〜712Uを得る。電圧指令vu*が連続して変化する通
常の動作時は、第2の保護回路の入出力信号は等しい。
このとき、第1の保護回路の出力信号721U〜724Uは第2
の保護回路の出力信号731Uと732Uおよびその反転信号73
3Uと734Uの立上りを時間td1だけ遅らせた信号となる。
Next, FIG. 2 shows operation waveforms of the PWM modulation circuit of FIG. By comparing the voltage command vu * with the carrier wave signals Ec1 and Ec2 by the comparators 31U and 32U, the PWM signal 7
Get 11U to 712U. During a normal operation in which the voltage command vu * continuously changes, the input / output signals of the second protection circuit are the same.
At this time, the output signals 721U to 724U from the first protection circuit are
Output signals 731U and 732U of the protection circuit and its inverted signal 73
It is a signal in which the rising edges of 3U and 734U are delayed by the time t d1 .

【0032】スイッチング素子S1U〜S4Uにおいて、オ
ンからオフとなるタイミングが、ターンオフ時間tOFF
だけ遅れるが、td1>tOFFであれば、S1UとS3Uある
いはS2UとS4Uが同時にオンすることをなく、スイッチ
ング素子が保護される。
In the switching elements S1U to S4U, the timing from ON to OFF is the turn-off time t OFF.
However, if t d1 > t OFF , the switching elements are protected without turning on S1U and S3U or S2U and S4U at the same time.

【0033】一方、電圧指令vu*が急変して、比較器3
1Uの出力信号711Uと比較器32Uの出力信号712Uが同
時に変化する過渡動作時には、第2の保護回路により出
力信号が変化するタイミングをずらし、出力電圧を0と
する状態を挿入することにより、スイッチング素子の特
性にバラツキがあっても、スイッチング素子を破壊する
おそれのあるスイッチング状態となることを避けること
ができる。
On the other hand, the voltage command vu * suddenly changes and the comparator 3
During a transient operation in which the output signal 711U of 1U and the output signal 712U of the comparator 32U change simultaneously, switching is performed by shifting the output signal change timing by the second protection circuit and inserting a state in which the output voltage is 0. Even if there are variations in the characteristics of the elements, it is possible to avoid a switching state in which the switching elements may be destroyed.

【0034】第1の保護回路における遅延回路の遅延時
間td1は、保護動作を確実に行い、かつPWM制御への
影響を小さくすることを考慮して、スイッチング素子S
1U〜S4Uのターンオフ時間tOFFより若干大きい程度と
する。また第2の保護回路の遅延回路の遅延時間t
d2は、素子によるスイッチング特性のバラツキを考慮し
て、スイッチング素子S1U〜S4Uのターンオフ時間程度
とする。この結果、図2において電圧指令vu*が過渡的
に変化する時刻tn,tn+1においてインバータ出力が負の
状態(−E)から正の状態(+E)に変化する際、また
はインバータ出力が正の状態(+E)から負の状態(−
E)に変化する際に一旦、インバータの出力電圧が零に
なる状態を経過することとなる。
The delay time t d1 of the delay circuit in the first protection circuit is set in consideration of ensuring the protection operation and reducing the influence on the PWM control.
And slightly larger than the turn-off time t OFF of 1U~S4U. In addition, the delay time t of the delay circuit of the second protection circuit
The d2 is set to about the turn-off time of the switching elements S1U to S4U in consideration of variations in switching characteristics of the elements. As a result, when the inverter output changes from the negative state (-E) to the positive state (+ E) at the times tn, tn + 1 when the voltage command vu * changes transiently in FIG. State (+ E) to negative state (-
When changing to E), the state where the output voltage of the inverter becomes zero once passes.

【0035】本実施例によれば、直流多重インバータに
おいて、出力電圧を正の状態から負の状態へ移行させる
とき、または出力電圧を負の状態から正の状態へ移行さ
せるときには、必ず出力電圧を零とする状態を経過さ
せ、スイッチング素子の破壊を防止できる。
According to this embodiment, in the DC multiplex inverter, when the output voltage is changed from the positive state to the negative state, or when the output voltage is changed from the negative state to the positive state, the output voltage is always changed. It is possible to prevent the switching element from being broken by passing the state of zero.

【0036】図3には本発明に係るインバータ装置の他
の実施例が示されている。同図において、U相出力電圧
指令vu*と2つの搬送波信号Ec1,Ec2とが比較器31
U,32Uにより比較される。
FIG. 3 shows another embodiment of the inverter device according to the present invention. In the figure, the U-phase output voltage command vu * and the two carrier signals Ec1 and Ec2 are compared to each other by the comparator 31.
U and 32U are compared.

【0037】また比較器31Uの出力信号711Uと比較器
32Uの出力信号712Uおよびその反転信号713Uと714Uが
第1の保護回路4Uの入力され、第1の保護回路4Uの
出力信号741U〜744Uが第2の保護回路6Uに入力され
る。
Further, the output signal 711U of the comparator 31U, the output signal 712U of the comparator 32U and the inverted signals 713U and 714U thereof are inputted to the first protection circuit 4U, and the output signals 741U to 744U of the first protection circuit 4U are inputted. It is input to the second protection circuit 6U.

【0038】第2の保護回路6Uの出力信号751U〜754U
はスイッチング素子S1U〜S4Uをオン・オフ動作させる
ゲート信号となり、ゲートアンプ51U〜54Uで増幅
して、スイッチング素子S1U〜S4Uに供給される。
Output signals 751U to 754U of the second protection circuit 6U
Is a gate signal for turning on / off the switching elements S1U to S4U, amplified by the gate amplifiers 51U to 54U, and supplied to the switching elements S1U to S4U.

【0039】第1の保護回路4Uは、遅延回路411U〜41
4UとAND回路421U〜424Uから構成され、入力信号711U
〜714Uの立上りをtdだけ遅らせた信号741U〜744Uを出
力する。 第2の保護回路6Uは、遅延回路611U〜614U
とAND回路621U,622UとOR回路631U,632Uから構成さ
れ、入力信号742Uが"Lo"である期間および入力信号742U
が"Lo"から"Hi"に変化してから遅延時間td2の期間は出
力信号751Uが"Lo"であるようにし、入力信号741Uが"Hi"
である期間および入力信号741Uが"Hi"から"Lo"に変化し
てから遅延時間td2の期間は出力信号752Uが"Hi"である
ようにし、入力信号744Uが"Lo"である期間および入力信
号744Uが"Lo"から"Hi"に変化してから遅延時間td2の期
間は出力信号753Uが"Lo"であるようにし、入力信号743U
が"Hi"である期間および入力信号743Uが"Hi"から"Lo"に
変化してから遅延時間td2の期間は出力信号752Uが"Hi"
であるようにする。
The first protection circuit 4U comprises delay circuits 411U-41.
4U and AND circuit 421U to 424U, input signal 711U
The rise of ~714U outputs a signal 741U~744U that delaying t d. The second protection circuit 6U includes delay circuits 611U to 614U.
And the AND circuits 621U and 622U and the OR circuits 631U and 632U, the period during which the input signal 742U is "Lo" and the input signal 742U
Is changed from "Lo" to "Hi", the output signal 751U is set to "Lo" and the input signal 741U is set to "Hi" during the delay time t d2.
And a period of delay time t d2 after the input signal 741U changes from "Hi" to "Lo", the output signal 752U is "Hi", and the input signal 744U is "Lo". The output signal 753U is set to "Lo" during the delay time t d2 after the input signal 744U changes from "Lo" to "Hi".
Is "Hi" and the output signal 752U is "Hi" during the delay time t d2 after the input signal 743U changes from "Hi" to "Lo".
To be

【0040】図4に図3のPWM変調回路の動作波形を
示す。同図に示すように第1の保護回路の出力信号741U
〜744Uは入力信号711U〜714Uの立上りをtd1だけ遅らせ
た信号となる。スイッチング素子S1U〜S4Uにおいて、
オンからオフに遷移するのにゲート信号に対してターン
オフ時間tOFFだけスイッチング動作が遅れるが、td1
>tOFFであれば、S1UとS3UあるいはS2UとS4Uが同
時にオンすることをなく、スイッチング素子が保護され
る。
FIG. 4 shows operation waveforms of the PWM modulation circuit of FIG. As shown in the figure, the output signal 741U of the first protection circuit
Up to 744U are signals obtained by delaying the rising edges of the input signals 711U to 714U by t d1 . In the switching elements S1U to S4U,
The switching operation is delayed by the turn-off time t OFF with respect to the gate signal although the transition from on to off occurs, but t d1
If> t OFF , S1U and S3U or S2U and S4U are not turned on at the same time, and the switching element is protected.

【0041】一方、電圧指令vu*が急変して、比較器3
1Uの出力信号711Uと比較器32Uの出力信号712Uが同
時に変化する過渡動作時には、第2の保護回路6Uによ
り出力信号が変化するタイミングをずらし、インバータ
の出力電圧を0とする状態を挿入することにより、スイ
ッチング素子の特性にバラツキがあっても、スイッチン
グ素子を破壊するおそれのあるスイッチング状態となる
ことを避けることができる。
On the other hand, the voltage command vu * suddenly changes and the comparator 3
During the transient operation in which the output signal 711U of 1U and the output signal 712U of the comparator 32U change at the same time, the timing of changing the output signal by the second protection circuit 6U is shifted to insert a state in which the output voltage of the inverter becomes 0. As a result, even if the characteristics of the switching element vary, it is possible to avoid a switching state in which the switching element may be destroyed.

【0042】第1の保護回路4Uにおける遅延回路の遅
延時間td1は、保護動作を確実に行い、かつPWM制御
への影響を小さくすることを考慮して、スイッチング素
子S1U〜S4Uのターンオフ時間tOFFより若干大きい程
度とする。また第2の保護回路の遅延回路の遅延時間t
d2は、素子によるスイッチング特性のバラツキを考慮し
て、スイッチング素子S1U〜S4Uのターンオフ時間程度
とする。この結果、スイッチング素子S1U、S2Uが同時
にオンする際に出力端子Uに近いスイッチング素子S2U
からオンし、またスイッチング素子S1U、S2Uが同時に
オフする際には出力端子Uから遠い方のスイッチング素
子S1Uからオフする。
The delay time t d1 of the delay circuit in the first protection circuit 4U is taken into consideration in order to ensure the protection operation and reduce the influence on the PWM control, and the turn-off time t of the switching elements S1U to S4U. Slightly larger than OFF . In addition, the delay time t of the delay circuit of the second protection circuit
The d2 is set to about the turn-off time of the switching elements S1U to S4U in consideration of variations in switching characteristics of the elements. As a result, when the switching elements S1U and S2U are turned on at the same time, the switching element S2U close to the output terminal U
When the switching elements S1U and S2U are simultaneously turned off, the switching element S1U farther from the output terminal U is turned off.

【0043】以上に説明したように本実施例によれば、
直流多重インバータにおいて、2つ以上のスイッチング
素子を同時にオンさせる場合には出力端子に近いスイッ
チング素子からオンさせ、2つ以上のスイッチング素子
を同時にオフさせる場合には出力端子に遠いスイッチン
グ素子からオフさせることができ、スイッチング素子の
破壊を防止できる。
According to this embodiment as described above,
In a DC multiplex inverter, when two or more switching elements are simultaneously turned on, the switching element close to the output terminal is turned on, and when two or more switching elements are simultaneously turned off, the switching element far from the output terminal is turned off. It is possible to prevent the switching element from being broken.

【0044】図4には本発明に係るインバータ装置の更
に他の実施例を示す図である。本実施例は、インバータ
の制御をマイクロコンピュータなどのソフトウエアによ
って制御する上での実施例であり、図6はその制御プロ
グラムのフローチャートである。制御プログラムは搬送
波の周期に同期した割込み信号によって起動される。制
御プログラムでは、まずU相出力電圧指令vu*を読み込
み、これと搬送波の位相から次回の出力電圧VN+1を決
定する。次に出力電圧を変化させるための出力時間T
N+1を演算する。ここで、現在の出力電圧VNと次回の出
力電圧VN+1を比較し、VNとVN+1が逆極性であれば、
まず時間TN+1に電圧"0"を出力しそのTd後に電圧V
N+1を出力する。
FIG. 4 is a diagram showing still another embodiment of the inverter device according to the present invention. This embodiment is an embodiment for controlling the control of the inverter by software such as a microcomputer, and FIG. 6 is a flowchart of the control program. The control program is started by an interrupt signal synchronized with the carrier wave cycle. In the control program, first, the U-phase output voltage command vu * is read, and the next output voltage V N + 1 is determined from this and the phase of the carrier wave. Next, the output time T for changing the output voltage
Calculate N + 1 . Here, the current output voltage V N and the next output voltage V N + 1 are compared, and if V N and V N + 1 have opposite polarities,
First, at time T N + 1 , the voltage "0" is output, and after that T d , the voltage V
Output N + 1 .

【0045】制御プログラムを上記の構成にすることに
より、電圧指令vu*が急変して出力電圧が正から負ある
いは負から正へ変化する過渡動作時に、出力電圧を0と
する状態を挿入し、スイッチング素子の特性にバラツキ
があっても、スイッチング素子を破壊するおそれのある
スイッチング状態となることを避けることができる。遅
延時間Tdは、素子によるスイッチング特性のバラツキ
を考慮して、スイッチング素子S1U〜S4Uのターンオフ
時間程度とする。
With the control program having the above-mentioned configuration, a state in which the output voltage is 0 is inserted during the transient operation in which the voltage command vu * suddenly changes and the output voltage changes from positive to negative or from negative to positive. Even if there are variations in the characteristics of the switching element, it is possible to avoid a switching state in which the switching element may be destroyed. The delay time Td is set to about the turn-off time of the switching elements S1U to S4U in consideration of variations in switching characteristics of the elements.

【0046】本実施例によれば、直流多重インバータに
おいて、出力電圧を正の状態から負の状態へ移行させる
とき、または出力電圧を負の状態から正の状態へ移行さ
せるときには、必ず出力電圧を零とする状態を経過さ
せ、スイッチング素子の破壊を防止できる。
According to this embodiment, in the DC multiplex inverter, when the output voltage is changed from the positive state to the negative state, or when the output voltage is changed from the negative state to the positive state, the output voltage is always changed. It is possible to prevent the switching element from being broken by passing the state of zero.

【0047】図5には本発明に係るインバータ装置の他
の実施例の構成が示されている。本実施例は、スイッチ
ング素子を6つを直列接続した4レベルインバータに関
するものである。
FIG. 5 shows the configuration of another embodiment of the inverter device according to the present invention. This embodiment relates to a 4-level inverter in which six switching elements are connected in series.

【0048】U相出力電圧指令vu*と2つの搬送波信号
Ec1,Ec2,Ec3とを比較器31U,32U,33Uで
比較する。比較器31U〜33Uの出力信号711U〜713U
を、第2の保護回路6Uの入力信号とし、第2の保護回
路6Uの出力信号731U〜733U、および731U〜733Uの反転
信号734Uと736Uを第1の保護回路4Uの入力信号とす
る。第1の保護回路4Uの出力信号721U〜726Uをスイッ
チング素子S1U〜S6Uをオン・オフ動作させるゲート信
号とし、このゲート信号をゲートアンプ51U〜56U
で増幅して、スイッチング素子S1U〜S6Uに供給する。
The U-phase output voltage command vu * and the two carrier signals Ec1, Ec2, Ec3 are compared by the comparators 31U, 32U, 33U. Output signals of comparators 31U to 33U 711U to 713U
Is the input signal of the second protection circuit 6U, and the output signals 731U to 733U of the second protection circuit 6U and the inverted signals 734U and 736U of 731U to 733U are the input signals of the first protection circuit 4U. The output signals 721U to 726U of the first protection circuit 4U are used as gate signals for turning on / off the switching elements S1U to S6U, and the gate signals are used as gate amplifiers 51U to 56U.
It is amplified by and supplied to the switching elements S1U to S6U.

【0049】第1の保護回路4Uは、遅延回路411U〜41
6UとAND回路421U〜426Uから構成され、入力信号731U
〜736Uの立上りをtdだけ遅らせた信号721U〜726Uを出
力する。
The first protection circuit 4U comprises delay circuits 411U-41.
6U and AND circuit 421U-426U, input signal 731U
Outputs signals 721U to 726U in which the rise of ˜736U is delayed by t d .

【0050】第2の保護回路6Uは、遅延回路611U〜61
4UとAND回路621U,622UおよびOR回路631U,632Uから
構成され、出力信号733Uが"Lo"である期間および"Lo"か
ら"Hi"に変化してから遅延時間td2の期間は出力信号73
2Uが"Lo"であるようにし、出力信号732Uが"Lo"である期
間および"Lo"から"Hi"に変化してから遅延時間td2の期
間は出力信号731Uが"Lo"であるようにし、出力信号731U
が"Hi"である期間および"Hi"から"Lo"に変化してから遅
延時間td2の期間は出力信号732Uが"Hi"であるように
し、出力信号731Uが"Hi"である期間および"Hi"から"Lo"
に変化してから遅延時間td2の期間は出力信号732Uが"H
i"であるようにする。
The second protection circuit 6U includes delay circuits 611U to 61U.
4U, AND circuits 621U and 622U, and OR circuits 631U and 632U, and an output signal 73 during a period when the output signal 733U is "Lo" and a period of delay time t d2 after changing from "Lo" to "Hi".
2U is "Lo", and the output signal 731U is "Lo" during the period when the output signal 732U is "Lo" and during the delay time t d2 after changing from "Lo" to "Hi". Output signal 731U
Is "Hi" and during a period of delay time t d2 after changing from "Hi" to "Lo", the output signal 732U is set to "Hi", and the output signal 731U is set to "Hi". "Hi" to "Lo"
Output signal 732U is "H" during the delay time t d2 after the change to
be i ".

【0051】電圧指令vu*が急変して、比較器31U〜
33Uの出力信号711U〜713Uのうち2以上の出力信号が
同時に変化する過渡動作時には、第2の保護回路により
出力信号が変化するタイミングをずらし、出力電圧を1
レベルずつ順に変化させることにより、スイッチング素
子の特性にバラツキがあっても、スイッチング素子を破
壊するおそれのあるスイッチング状態となることを避け
ることができる。
The voltage command vu * suddenly changes and the comparator 31U ...
During the transient operation in which two or more output signals of the 33U output signals 711U to 713U change at the same time, the second protection circuit shifts the output signal change timing to set the output voltage to 1
By sequentially changing the levels, it is possible to avoid a switching state in which the switching element may be destroyed even if the characteristics of the switching element vary.

【0052】本実施例によれば、直流多重インバータに
おいて、出力電圧を同時に2レベル以上変化させるとき
に、必ず出力電圧を1レベルずつ順に変化させスイッチ
ング素子の破壊を防止できる。
According to the present embodiment, in the DC multiplex inverter, when the output voltage is changed by two levels or more at the same time, the output voltage is always changed one level at a time and the switching element can be prevented from being destroyed.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明によれば、出力電圧を切り換える
際は必ず1レベルずつ切り換えるように前記スイッチン
グ素子を点弧制御でき、スイッチング素子の破壊を防止
できる。
According to the present invention, when the output voltage is switched, the switching element can be controlled so that it is switched one level at a time and the destruction of the switching element can be prevented.

【0054】また本発明によれば、複数のスイッチング
素子を同時に点弧する場合には出力端子に近いスイッチ
ング素子から順に点弧させ、複数のスイッチング素子を
同時に消弧する場合には出力端子に遠いスイッチング素
子から順に消弧させることができ、スイッチング素子の
破壊を防止できる。
Further, according to the present invention, when a plurality of switching elements are simultaneously fired, the switching elements closer to the output terminal are sequentially fired, and when a plurality of switching elements are simultaneously extinguished, they are far from the output terminal. It is possible to extinguish the arc in order from the switching element and prevent the switching element from being broken.

【0055】また本発明によれば、あるスイッチング素
子より出力端子に近いスイッチング素子が消弧している
場合には該スイッチング素子を点弧することを禁止し、
あるスイッチング素子より出力端子に遠いスイッチング
素子が点弧している場合には該スイッチング素子を消弧
することを禁止でき、スイッチング素子の破壊を防止で
きる。
Further, according to the present invention, when a switching element closer to the output terminal than a certain switching element is extinguished, the ignition of the switching element is prohibited.
When a switching element farther from the output terminal than a certain switching element is ignited, extinguishing the switching element can be prohibited, and destruction of the switching element can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るインバータ装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an inverter device according to the present invention.

【図2】図1に示したインバータ装置の動作状態を示す
波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing an operating state of the inverter device shown in FIG.

【図3】本発明に係るインバータ装置の他の実施例の構
成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the inverter device according to the present invention.

【図4】図3に示したインバータ装置の動作状態を示す
波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing an operating state of the inverter device shown in FIG.

【図5】本発明が適用されるインバータ装置の制御内容
を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the control contents of the inverter device to which the present invention is applied.

【図6】本発明に係るインバータ装置の更に他の実施例
の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of still another embodiment of the inverter device according to the present invention.

【図7】直列多重インバータの構成を示す回路図であ
る。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a serial multiple inverter.

【図8】図7に示す直列多重インバータのスイッチング
状態と出力電圧の関係を示す説明図である。
8 is an explanatory diagram showing a relationship between a switching state and an output voltage of the serial multiple inverter shown in FIG.

【図9】従来のPWM制御回路の構成を示すブロック図
である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional PWM control circuit.

【図10】図9に示すPWM制御回路の動作波形図であ
る。
10 is an operation waveform diagram of the PWM control circuit shown in FIG.

【図11】図9に示すPWM制御回路の詳細動作波形図
である。
11 is a detailed operation waveform diagram of the PWM control circuit shown in FIG.

【図12】出力電流が正の場合のスイッチング状態の推
移を示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a transition of a switching state when the output current is positive.

【図13】出力電流が負の場合のスイッチング状態の推
移を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a transition of a switching state when the output current is negative.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直列多重インバータ 2 電動機 4U 第1の保護回路 6U 第2の保護回路 31U 比較器 32U 比較器 51U ゲートアンプ 52U ゲートアンプ 53U ゲートアンプ 54U ゲートアンプ S1U スイッチング素子 S2U スイッチング素子 S3U スイッチング素子 S4U スイッチング素子 D1U フライホイルダイオード D2U フライホイルダイオード D3U フライホイルダイオード D4U フライホイルダイオード CD1U クランプダイオード CD2U クランプダイオード 1 series multiple inverter 2 electric motor 4U 1st protection circuit 6U 2nd protection circuit 31U comparator 32U comparator 51U gate amplifier 52U gate amplifier 53U gate amplifier 54U gate amplifier S1U switching element S2U switching element S3U switching element S4U switching element D1U fly Wheel diode D2U Flywheel diode D3U Flywheel diode D4U Flywheel diode CD1U Clamp diode CD2U Clamp diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 俊昭 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 神山 健三 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Toshiaki Okuyama 4026 Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Hitachi Ltd. (72) Inventor Kenzo Kamiyama 5-2-1 Omika Town, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Ceremony company Hitachi Ltd. Omika factory

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源に直列接続された複数のスイッ
チング素子を含み、 1相あたり3以上のレベルの電圧を出力可能に構成され
たインバータ装置において、出力電圧を切り換える際は
必ず1レベルずつ切り換えるように前記複数のスイッチ
ング素子を点弧制御する制御手段を有することを特徴と
するインバータ装置。
1. In an inverter device including a plurality of switching elements connected in series to a DC power supply and capable of outputting a voltage of three or more levels per phase, when switching the output voltage, be sure to switch by one level at a time. An inverter device having control means for controlling the firing of the plurality of switching elements.
【請求項2】 直流電源に直列接続された複数のスイッ
チング素子を含み、 1相あたり3以上のレベルの電圧を出力可能に構成され
たインバータ装置において、前記複数のスイッチング素
子のうちのいずれか2以上のスイッチング素子を同時に
点弧する場合には出力端子に近いスイッチング素子から
順に点弧させ、複数のスイッチング素子を同時に消弧す
る場合には出力端子に遠いスイッチング素子から順に消
弧させる制御手段を有することを特徴とするインバータ
装置。
2. An inverter device comprising a plurality of switching elements connected in series to a DC power supply and capable of outputting a voltage of three or more levels per phase, wherein any two of the plurality of switching elements are provided. When the above switching elements are simultaneously ignited, a control means for sequentially igniting the switching elements closer to the output terminal, and in the case of simultaneously extinguishing a plurality of switching elements, sequentially extinguishing the switching elements distant from the output terminal, An inverter device characterized by having.
【請求項3】 直流電源に直列接続された複数のスイッ
チング素子を含み、 1相あたり3以上のレベルの電圧を出力可能に構成され
たインバータ装置において、あるスイッチング素子より
出力端子に近いスイッチング素子が消弧している場合に
は該スイッチング素子を点弧することを禁止し、あるス
イッチング素子より出力端子に遠いスイッチング素子が
点弧している場合には該スイッチング素子を消弧するこ
とを禁止する制御手段を有することを特徴とするインバ
ータ装置。
3. In an inverter device including a plurality of switching elements connected in series to a DC power supply and capable of outputting a voltage of three or more levels per phase, a switching element closer to an output terminal than a certain switching element is When the arc is extinguished, it is prohibited to ignite the switching element, and when the switching element farther from the output terminal than a certain switching element is ignited, it is prohibited to extinguish the switching element. An inverter device having a control means.
【請求項4】 中性点出力端子を備えた直流電源の両端
間に第1乃至第4の直列接続された4つのスイッチング
素子の両端子が接続され、前記第2及び第3のスイッチ
ング素子の相互接続点はインバータ出力端子に接続さ
れ、かつ前記第1及び第2のスイッチング素子の相互接
続点と第3及び第4のスイッチング素子の相互接続点は
前記直流電源の中性点とダイオードを介して接続される
と共に、前記第1及び第3のスイッチング素子、及び第
2及び第4のスイッチング素子を互いに共役な関係でオ
ン・オフ制御されるように構成されたインバータ装置に
おいて、出力電圧が正の状態から負の状態へ移行させる
とき、または出力電圧が負の状態から正の状態へ移行さ
せるときには、必ず一旦、出力電圧を零とする状態を経
過させるように前記第1乃至第4のスイッチング素子の
点弧制御を行う制御手段を有することを特徴とするイン
バータ装置。
4. A direct current power supply having a neutral point output terminal is connected to both terminals of four switching elements, which are first to fourth series-connected terminals, between the two terminals of the second and third switching elements. The interconnection point is connected to the inverter output terminal, and the interconnection point of the first and second switching elements and the interconnection point of the third and fourth switching elements are connected to the neutral point of the DC power source and the diode. In the inverter device configured to be connected and connected, and the first and third switching elements and the second and fourth switching elements are on / off controlled in a conjugate relationship with each other, the output voltage is positive. When the state is changed to the negative state, or when the output voltage is changed from the negative state to the positive state, it is necessary to make the output voltage zero state. An inverter device comprising control means for controlling ignition of the first to fourth switching elements.
【請求項5】 中性点出力端子を備えた直流電源の両端
間に第1乃至第4の直列接続された4つのスイッチング
素子の両端子が接続され、前記第2及び第3のスイッチ
ング素子の相互接続点はインバータ出力端子に接続さ
れ、かつ前記第1及び第2のスイッチング素子の相互接
続点と第3及び第4のスイッチング素子の相互接続点は
前記直流電源の中性点とダイオードを介して接続される
と共に、前記第1及び第3のスイッチング素子、及び第
2及び第4のスイッチング素子を互いに共役な関係でオ
ン・オフ制御されるように構成されたインバータ装置に
おいて、第1及び第2のスイッチング素子がオンし、か
つ第3及び第4のスイッチング素子がオフする状態から
前記第3及び第4のスイッチング素子がオンし、かつ第
1及び第2のスイッチング素子がオフする状態へ移行す
るとき、または第3及び第4のスイッチング素子がオン
し、かつ第1及び第2のスイッチング素子がオフする状
態から第3及び第4のスイッチング素子がオフし、かつ
第1及び第2のスイッチング素子がオンする状態へ移行
するときには、必ず第2及び第3のスイッチング素子が
オンし、かつ第1及び第4のスイッチング素子がオフす
る状態を経過させるように前記第1乃至第4の4つのス
イッチング素子を点弧制御する制御手段を有することを
特徴とするインバータ装置。
5. A direct current power source having a neutral point output terminal is connected to both terminals of four switching elements, which are first to fourth series-connected terminals, between the two terminals of the second and third switching elements. The interconnection point is connected to the inverter output terminal, and the interconnection point of the first and second switching elements and the interconnection point of the third and fourth switching elements are connected to the neutral point of the DC power source and the diode. In the inverter device, the first and third switching elements and the second and fourth switching elements are connected on and off and controlled to be turned on and off in a conjugate relationship with each other. The second switching element is turned on, and the third and fourth switching elements are turned off, the third and fourth switching elements are turned on, and the first and second switches are turned on. The third and fourth switching elements are turned on and the first and second switching elements are turned off, the third and fourth switching elements are turned off, When the first and second switching elements are turned on, the second and third switching elements are always turned on and the first and fourth switching elements are turned off. An inverter device comprising control means for controlling firing of the first to fourth switching elements.
【請求項6】 前記制御手段は、 電圧指令と搬送波信号とを比較する第1の比較器と、 前記電圧指令と、所定の直流レベルだけシフトされた前
記搬送波信号とを比較する第2の比較器と、 前記電圧指令が急変した際に前記第1と第2のスイッチ
ング素子及び第3と第4のスイッチング素子の点弧また
は消弧のタイミングをずらすように前記第1、第2の比
較器の出力信号を遅延させる保護回路とを有することを
特徴とする請求項4または請求項5のいずれかに記載の
インバータ装置。
6. The control means comprises: a first comparator for comparing a voltage command and a carrier wave signal; and a second comparator for comparing the voltage command and the carrier wave signal shifted by a predetermined DC level. And the first and second comparators for shifting the firing or extinguishing timings of the first and second switching elements and the third and fourth switching elements when the voltage command suddenly changes. 6. The inverter device according to claim 4 or 5, further comprising a protection circuit that delays the output signal of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006109688A (en) * 2004-09-10 2006-04-20 Meidensha Corp Pwm control method of polyphase serial multiplexing power conversion apparatus
JP2015023777A (en) * 2013-07-24 2015-02-02 株式会社明電舎 Two-stage change prevention apparatus for high-voltage inverter

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