JPH05211778A - インバータの位相制御方法並びにインバータの位相制御装置 - Google Patents
インバータの位相制御方法並びにインバータの位相制御装置Info
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- JPH05211778A JPH05211778A JP4013878A JP1387892A JPH05211778A JP H05211778 A JPH05211778 A JP H05211778A JP 4013878 A JP4013878 A JP 4013878A JP 1387892 A JP1387892 A JP 1387892A JP H05211778 A JPH05211778 A JP H05211778A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】インバータ3において、特にデイジタル化に適
し、出力波形歪が少なく、高精度な位相制御方法及び装
置を提供する。 【構成】インバータ3と交流電源1の電圧位相差を算出
する手段95と、周波数の異なる複数の発振手段f1〜3
と、インバータ出力電圧波形パターンの記憶手段91と
を有し、前記検出された位相差に応じて前記発振手段の
1つを選択して前記出力電圧波形パターンを読み出す時
間間隔を制御してなる位相制御方法。ディジタルで手段
を構成できるので、特性が温度条件や経年変化による影
響を受けない。
し、出力波形歪が少なく、高精度な位相制御方法及び装
置を提供する。 【構成】インバータ3と交流電源1の電圧位相差を算出
する手段95と、周波数の異なる複数の発振手段f1〜3
と、インバータ出力電圧波形パターンの記憶手段91と
を有し、前記検出された位相差に応じて前記発振手段の
1つを選択して前記出力電圧波形パターンを読み出す時
間間隔を制御してなる位相制御方法。ディジタルで手段
を構成できるので、特性が温度条件や経年変化による影
響を受けない。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータ出力電圧の
位相制御方法並びに装置及びこれを用いた無停電電源装
置に関する。
位相制御方法並びに装置及びこれを用いた無停電電源装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】インバータを用いた無停電電源システム
では、信頼性を向上するため、一般に交流電源を予備系
統として有するが、通常時はインバータにより給電する
装置が広く用いられている。このシステムでは、インバ
ータを起動後に投入する時や、インバータ事故時に解列
する時に、インバータと交流電源系統との切換えを必要
とすることが生じる。この切換え時には短時間ではある
がインバータと交流電源を並列運転状態とするため、イ
ンバータと交流電源の両電圧位相が一致しなければなら
ない。
では、信頼性を向上するため、一般に交流電源を予備系
統として有するが、通常時はインバータにより給電する
装置が広く用いられている。このシステムでは、インバ
ータを起動後に投入する時や、インバータ事故時に解列
する時に、インバータと交流電源系統との切換えを必要
とすることが生じる。この切換え時には短時間ではある
がインバータと交流電源を並列運転状態とするため、イ
ンバータと交流電源の両電圧位相が一致しなければなら
ない。
【0003】図10に従来のこの用途のインバータ位相
同期回路のブロック図を示す。図において、交流電源1
とインバータ3とは無瞬断で相互に切換えるためのスイ
ッチ5,6で負荷7に接続されている。インバータ3の
電源となる直流母線2へは、交流電源1を整流する整流
回路または蓄電池(共に図示していない。)あるいは両
者を併用して得られる直流電圧が供給される。直流母線
2の電圧はインバータ3で交流に変換され、その出力電
圧は、フィルタ4で正弦波状に波形が整形される。ここ
で制御回路は、交流電源1とインバータ3の出力電圧の
位相差検出器(PHD)811、ローパスフィルタ(L
PF)812及び電圧制御発振器(VCO)813から
なるPLL回路(Phase−Locked Loo
p)81と、PLL回路の出力を分周しインバータ駆動
信号を生成するリングカウンタ(RING)82で構成
される。
同期回路のブロック図を示す。図において、交流電源1
とインバータ3とは無瞬断で相互に切換えるためのスイ
ッチ5,6で負荷7に接続されている。インバータ3の
電源となる直流母線2へは、交流電源1を整流する整流
回路または蓄電池(共に図示していない。)あるいは両
者を併用して得られる直流電圧が供給される。直流母線
2の電圧はインバータ3で交流に変換され、その出力電
圧は、フィルタ4で正弦波状に波形が整形される。ここ
で制御回路は、交流電源1とインバータ3の出力電圧の
位相差検出器(PHD)811、ローパスフィルタ(L
PF)812及び電圧制御発振器(VCO)813から
なるPLL回路(Phase−Locked Loo
p)81と、PLL回路の出力を分周しインバータ駆動
信号を生成するリングカウンタ(RING)82で構成
される。
【0004】従来技術では、位相差検出器811が交流
電源1とインバータ3との電圧位相差を検出し、その差
が零となるよう自動調整されるので、負荷7はインバー
タ3と交流電源1との切り換えが可能となり、無停電電
源システムの信頼性を向上することができる。
電源1とインバータ3との電圧位相差を検出し、その差
が零となるよう自動調整されるので、負荷7はインバー
タ3と交流電源1との切り換えが可能となり、無停電電
源システムの信頼性を向上することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
前記制御回路をアナログ回路で構成していた為、温度条
件や経年変化により、PLL回路81の特性が変動する
という問題があった。更に、インバータ出力電圧の瞬時
値を制御する点について考慮されていないので、瞬時値
を制御するパルス幅変調(以後PWMと云う。)方式イ
ンバータには前記アナログ制御回路は適用できないとい
う問題があった。
前記制御回路をアナログ回路で構成していた為、温度条
件や経年変化により、PLL回路81の特性が変動する
という問題があった。更に、インバータ出力電圧の瞬時
値を制御する点について考慮されていないので、瞬時値
を制御するパルス幅変調(以後PWMと云う。)方式イ
ンバータには前記アナログ制御回路は適用できないとい
う問題があった。
【0006】本発明の第1の目的は、温度条件や経年変
化による影響を受けて誤差の拡大することがなく、また
インバータ出力電圧波形の瞬時値を制御するPWM方式
インバータに適用できる位相制御方法並びに装置及びこ
れを用いた無停電電源装置を提供することにある。
化による影響を受けて誤差の拡大することがなく、また
インバータ出力電圧波形の瞬時値を制御するPWM方式
インバータに適用できる位相制御方法並びに装置及びこ
れを用いた無停電電源装置を提供することにある。
【0007】本発明の第2の目的は、インバータ出力波
形歪の少ない位相制御方法を提供することにある。
形歪の少ない位相制御方法を提供することにある。
【0008】本発明の第3の目的は、高精度の位相制御
方法を提供することにある。
方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、インバータ出力電圧波形パターンを格納
したメモリから所定のサンプリング周期ごとに出力電圧
の瞬時値を読出し、該読出した瞬時値に基づいてインバ
ータ出力電圧を制御するインバータの制御方法におい
て、インバータ出力電圧と該インバータと並列運転され
る交流電源電圧との位相差を検出し、該位相差に基づい
て前記サンプリングの周波数を変化させることを特徴と
するインバータの位相制御方法としたのである。
に、本発明は、インバータ出力電圧波形パターンを格納
したメモリから所定のサンプリング周期ごとに出力電圧
の瞬時値を読出し、該読出した瞬時値に基づいてインバ
ータ出力電圧を制御するインバータの制御方法におい
て、インバータ出力電圧と該インバータと並列運転され
る交流電源電圧との位相差を検出し、該位相差に基づい
て前記サンプリングの周波数を変化させることを特徴と
するインバータの位相制御方法としたのである。
【0010】また、インバータ出力電圧と該インバータ
と並列運転される交流電源電圧との位相差を検出・算出
する位相差算出手段と、周波数の異なる複数の発振手段
と、前記インバータ出力電圧波形パターン記憶手段と、
前記算出された位相差から前記インバータ出力電圧の周
期を算出しその算出結果に基づき前記インバータ出力電
圧波形パターンの分割並びに前記発振手段を選択する周
期決定手段を具備してなる位相制御方法としたのであ
る。
と並列運転される交流電源電圧との位相差を検出・算出
する位相差算出手段と、周波数の異なる複数の発振手段
と、前記インバータ出力電圧波形パターン記憶手段と、
前記算出された位相差から前記インバータ出力電圧の周
期を算出しその算出結果に基づき前記インバータ出力電
圧波形パターンの分割並びに前記発振手段を選択する周
期決定手段を具備してなる位相制御方法としたのであ
る。
【0011】上記第2の目的を達成するために、インバ
ータの前記出力電圧波形パターンの期間分割及び発振手
段の周波数を前半周期と後半周期を同一としてもよく、
また90度位相の時点を対称軸に前4分の1周期と後4
分の1周期を対称とすることが好ましい。
ータの前記出力電圧波形パターンの期間分割及び発振手
段の周波数を前半周期と後半周期を同一としてもよく、
また90度位相の時点を対称軸に前4分の1周期と後4
分の1周期を対称とすることが好ましい。
【0012】上記第3の目的を達成するために、位相差
を検出する手段として、前記交流電源電圧の0度位相時
点でリセットされ、一定周期の周波数信号を計数して位
相差を検出する位相検出手段を有し、前記インバータ出
力電圧又は指令パターンの180度位相の時点で、前記
位相検出手段により位相差を検出することが望ましい
を検出する手段として、前記交流電源電圧の0度位相時
点でリセットされ、一定周期の周波数信号を計数して位
相差を検出する位相検出手段を有し、前記インバータ出
力電圧又は指令パターンの180度位相の時点で、前記
位相検出手段により位相差を検出することが望ましい
【0013】。
【作用】このように構成されることから、本発明によれ
ば、次の作用により本発明の目的が達成される。
ば、次の作用により本発明の目的が達成される。
【0014】まず、第一の目的に対しては次の如くな
る。インバータ出力電圧と交流電源電圧の位相差は、例
えば、それぞれの電圧が0値となる時点の時間差を計測
することにより算出することができる。次にインバータ
出力電圧波形指令を、インバータ出力電圧波形パターン
記憶手段から読み出す時に、そのパターンを読み出す時
間間隔を、補正すべき位相差によって選択する。即ち、
前記記憶手段の出力電圧波形パターンを必要に応じて適
切な期間に分割できるように設定し、その期間のパター
ンを読み出す時間間隔即ち周波数を、発振手段から適切
に選択する。例えば、インバータ出力電圧の定格周波数
に対応する発振手段の周波数を基準とし、それよりも低
い周波数を選択すれば、前記の読み出す時間間隔は、定
格周波数の場合に比べて長くなり、出力電圧波形の周波
数は低くなる。逆に高い周波数を選択すれば、出力電圧
波形の周波数は高くなる。この結果、インバータの出力
電圧の周期が制御され、交流電源1の電圧との位相差を
零とすることができる。
る。インバータ出力電圧と交流電源電圧の位相差は、例
えば、それぞれの電圧が0値となる時点の時間差を計測
することにより算出することができる。次にインバータ
出力電圧波形指令を、インバータ出力電圧波形パターン
記憶手段から読み出す時に、そのパターンを読み出す時
間間隔を、補正すべき位相差によって選択する。即ち、
前記記憶手段の出力電圧波形パターンを必要に応じて適
切な期間に分割できるように設定し、その期間のパター
ンを読み出す時間間隔即ち周波数を、発振手段から適切
に選択する。例えば、インバータ出力電圧の定格周波数
に対応する発振手段の周波数を基準とし、それよりも低
い周波数を選択すれば、前記の読み出す時間間隔は、定
格周波数の場合に比べて長くなり、出力電圧波形の周波
数は低くなる。逆に高い周波数を選択すれば、出力電圧
波形の周波数は高くなる。この結果、インバータの出力
電圧の周期が制御され、交流電源1の電圧との位相差を
零とすることができる。
【0015】さらに、インバータ出力電圧波形指令とし
て、インバータ出力電圧波形パターン記憶手段から1周
期を適当数に分割した瞬時電圧値が読み出されてゆくの
で、電圧波形の瞬時値を制御するPWM方式インバータ
の制御にも適用することができる。
て、インバータ出力電圧波形パターン記憶手段から1周
期を適当数に分割した瞬時電圧値が読み出されてゆくの
で、電圧波形の瞬時値を制御するPWM方式インバータ
の制御にも適用することができる。
【0016】上述したこれらの構成は、瞬時値の読み取
りであり、デイジタル化が可能である。さらに位相制御
装置をマイクロプロセッサにより集積化できる。
りであり、デイジタル化が可能である。さらに位相制御
装置をマイクロプロセッサにより集積化できる。
【0017】第二の目的に対しては次の如くなる。出力
電圧波形パターンの前半周期と後半周期を同一複数の期
間に分割し、その期間毎の読み出す周波数も同一とすれ
ば、正の半波と負の半波を対称な波形にできるので直流
分や歪が発生することがない位相制御方法がえられる。
電圧波形パターンの前半周期と後半周期を同一複数の期
間に分割し、その期間毎の読み出す周波数も同一とすれ
ば、正の半波と負の半波を対称な波形にできるので直流
分や歪が発生することがない位相制御方法がえられる。
【0018】また、第三の目的に対しては次の如くな
る。インバータ出力電圧と交流電源電圧の位相差の検出
では、交流電源電圧の0度位相の時点で位相検出手段を
リセットし、インバータ出力電圧の0度位相の時点で信
号を計数するのに代へて、インバータ出力電圧180度
位相の時点で計数すると、計数の読み値が前記0度位相
の時点では通常零に近い小さい値が、180度位相の時
点で計数すれば大きな値となるので、リセット乃至計数
完了時点で発生する計数誤差が相対的に小さくなるり、
その結果、位相差検出精度も向上する。
る。インバータ出力電圧と交流電源電圧の位相差の検出
では、交流電源電圧の0度位相の時点で位相検出手段を
リセットし、インバータ出力電圧の0度位相の時点で信
号を計数するのに代へて、インバータ出力電圧180度
位相の時点で計数すると、計数の読み値が前記0度位相
の時点では通常零に近い小さい値が、180度位相の時
点で計数すれば大きな値となるので、リセット乃至計数
完了時点で発生する計数誤差が相対的に小さくなるり、
その結果、位相差検出精度も向上する。
【0019】
【実施例】本発明の一実施例を以下、図により説明す
る。図1は一実施例の構成を示すブロック図である。図
1において従来の構成例を示す図10と同一のものには
同じ符号としその説明は省略する。主な構成は、次のと
おりとなる。
る。図1は一実施例の構成を示すブロック図である。図
1において従来の構成例を示す図10と同一のものには
同じ符号としその説明は省略する。主な構成は、次のと
おりとなる。
【0020】まず、交流電源1の電圧波形が零値となる
時点は、ゼロクロス検出手段93で検出され、それによ
りリセットされるOSC0の出力パルスf0を計数するカ
ウンタ94のカウント値と、次に述べるアドレスカウン
タ92からのカウント値が交流電源1とインバータ3と
の位相差算出手段95へ入力される。
時点は、ゼロクロス検出手段93で検出され、それによ
りリセットされるOSC0の出力パルスf0を計数するカ
ウンタ94のカウント値と、次に述べるアドレスカウン
タ92からのカウント値が交流電源1とインバータ3と
の位相差算出手段95へ入力される。
【0021】発振手段として、それぞれ異なる周波数の
パルスf1〜f3(f1<f2<f3)を出力する発振器O
SC1〜OSC3の出力は、位相差算出回路95からフィ
ドバックされた位相差に従って計数するパルスを選択す
るスイッチ切換手段96で選択され、その選択されたカ
ウント値がアドレスカウンタ92に伝達される。
パルスf1〜f3(f1<f2<f3)を出力する発振器O
SC1〜OSC3の出力は、位相差算出回路95からフィ
ドバックされた位相差に従って計数するパルスを選択す
るスイッチ切換手段96で選択され、その選択されたカ
ウント値がアドレスカウンタ92に伝達される。
【0022】また、アドレスカウンタ92は、インバー
タ3の出力電圧波形の指令値となる正弦波デ−タを格納
するメモリ91から出力する電圧波形デ−タを選択す
る。そこで選択されたインバータ3の出力電圧波形指令
と、フィルタ4出力端からフィードバックされたインバ
ータ出力電圧波形とを比較し、両者の誤差が零になる操
作量を電圧調整器(AVR)98で生成し、それに従っ
てPWM回路97でパルスを分配してインバータ3を駆
動し、出力電圧波形を指令値どおりにするのである。
タ3の出力電圧波形の指令値となる正弦波デ−タを格納
するメモリ91から出力する電圧波形デ−タを選択す
る。そこで選択されたインバータ3の出力電圧波形指令
と、フィルタ4出力端からフィードバックされたインバ
ータ出力電圧波形とを比較し、両者の誤差が零になる操
作量を電圧調整器(AVR)98で生成し、それに従っ
てPWM回路97でパルスを分配してインバータ3を駆
動し、出力電圧波形を指令値どおりにするのである。
【0023】本実施例の動作をその機能で分けて以下図
2、図3、図4及び図5により説明する。図2に交流電
源1とインバータ3との位相差検出方法を示す。ゼロク
ロス検出手段93は交流電源1の出力電圧がゼロとなる
時点で反転する2値のゼロクロス検出信号を出力する。
カウンタ94はこの信号の立上り時点でカウント値をリ
セットし、以降OSC0のパルスf0を計数する。位相差
算出回路95はアドレスカウンタ92のカウント値が出
力電圧波形指令の正弦波の0°位相に対応する値になっ
た時点でカウンタ94のカウント値mを取り込む。この
値から期間nでの位相差ΔTをΔT=−m/f0として
算出できる。このΔTに対し、インバータ3の次の1周
期TI(n+1)をTI(n)+ΔTとして周波数を制
御すればインバータ3と交流電源1の電圧位相を一致さ
せられる。
2、図3、図4及び図5により説明する。図2に交流電
源1とインバータ3との位相差検出方法を示す。ゼロク
ロス検出手段93は交流電源1の出力電圧がゼロとなる
時点で反転する2値のゼロクロス検出信号を出力する。
カウンタ94はこの信号の立上り時点でカウント値をリ
セットし、以降OSC0のパルスf0を計数する。位相差
算出回路95はアドレスカウンタ92のカウント値が出
力電圧波形指令の正弦波の0°位相に対応する値になっ
た時点でカウンタ94のカウント値mを取り込む。この
値から期間nでの位相差ΔTをΔT=−m/f0として
算出できる。このΔTに対し、インバータ3の次の1周
期TI(n+1)をTI(n)+ΔTとして周波数を制
御すればインバータ3と交流電源1の電圧位相を一致さ
せられる。
【0024】図3に、ΔTに従ってインバータ3の周波
数即ち周期を制御する方法を、図3の一部の時間軸を拡
大したものを図4に示す。図3のようにインバータ3の
出力電圧波形指令である正弦波1周期を複数の期間に分
割し(図ではA1〜A6に6分割した場合を示す)、それ
ぞれの期間でデータを読み出す周波数を変えることで正
弦波の周波数を変えることができる。
数即ち周期を制御する方法を、図3の一部の時間軸を拡
大したものを図4に示す。図3のようにインバータ3の
出力電圧波形指令である正弦波1周期を複数の期間に分
割し(図ではA1〜A6に6分割した場合を示す)、それ
ぞれの期間でデータを読み出す周波数を変えることで正
弦波の周波数を変えることができる。
【0025】今ここで、正弦波1周期のデータ数をN、
各期間のデータ数をn1〜n6、各期間のデ−タを読み出
す周波数をfn1〜fn6とすれば正弦波の1周期TI
は、 TI=n1/fn1+n2/fn2+n3/fn3+n4/fn4+n5/fn5 +n6/fn6 となる。従ってn1〜n6及びfn1〜fn6を変えること
により正弦波の周期即ち周波数を変えることができる。
本実施例では、図4に示すようにように各期間ごとにア
ドレスカウンタ92のカウントするパルスの周波数を変
えて、メモリ内のデ−タを読みだす周波数を変えてい
る。例えば、Nを100とし、f1、f2及びf3をそれ
ぞれ4kHz,5kHz,6kHzとする。全期間をf2で読み出
せば正弦波の周波数は50Hz(これを定格周波数とす
る)となり、f1で読み出せば40Hz、f3で読み出せば
60Hzとなる。即ちf1、f2及びf3を選択することに
より、定格周波数に対して±10Hzの間で周波数を変え
ることができるのである。
各期間のデータ数をn1〜n6、各期間のデ−タを読み出
す周波数をfn1〜fn6とすれば正弦波の1周期TI
は、 TI=n1/fn1+n2/fn2+n3/fn3+n4/fn4+n5/fn5 +n6/fn6 となる。従ってn1〜n6及びfn1〜fn6を変えること
により正弦波の周期即ち周波数を変えることができる。
本実施例では、図4に示すようにように各期間ごとにア
ドレスカウンタ92のカウントするパルスの周波数を変
えて、メモリ内のデ−タを読みだす周波数を変えてい
る。例えば、Nを100とし、f1、f2及びf3をそれ
ぞれ4kHz,5kHz,6kHzとする。全期間をf2で読み出
せば正弦波の周波数は50Hz(これを定格周波数とす
る)となり、f1で読み出せば40Hz、f3で読み出せば
60Hzとなる。即ちf1、f2及びf3を選択することに
より、定格周波数に対して±10Hzの間で周波数を変え
ることができるのである。
【0026】この時n1=n3、fn1=fn3とすれば、
正弦波の半波を左右対称にできるので出力電圧波形の歪
を低減できる。
正弦波の半波を左右対称にできるので出力電圧波形の歪
を低減できる。
【0027】さらにn1=n4,n2=n5,n3=n6,f
n1=fn4,fn2=fn5,fn3=fn6とすれば、正
弦波の正の半波と負の半波を同一にできるので出力電圧
の直流分の発生を防ぐことができる。
n1=fn4,fn2=fn5,fn3=fn6とすれば、正
弦波の正の半波と負の半波を同一にできるので出力電圧
の直流分の発生を防ぐことができる。
【0028】スイッチ切換手段96は位相差ΔTから、
TI(n)+ΔTとしてインバータ周期TI(n+1)
を算出して、この周期TI(n+1)に等しくなるよう
に、波形指令の周期をきめるn1〜n3及びf1〜f3を決
定する。
TI(n)+ΔTとしてインバータ周期TI(n+1)
を算出して、この周期TI(n+1)に等しくなるよう
に、波形指令の周期をきめるn1〜n3及びf1〜f3を決
定する。
【0029】図5に、この周波数制御の手順を示す。n
1=n3=n4=n6、n2=n5、fn1=fn3=fn4=
fn6、fn2=fn5の条件での例を示す。まず、TI
(n+1)=TI(n)+ΔTと設定する(ステップ1
00)。次に定格周期N/f2と指令値TI(n+1)
を比較する(ステップ101)。両者が等しい場合には
全期間を周波数f2でデ−タを読み出す(ステップ10
2)。すなわちn1=n3=n4=n6=0、n2=n5=N
/2、fn2=fn5=f2とし、波形指令の周期をTI
(n+1)に等しくする。
1=n3=n4=n6、n2=n5、fn1=fn3=fn4=
fn6、fn2=fn5の条件での例を示す。まず、TI
(n+1)=TI(n)+ΔTと設定する(ステップ1
00)。次に定格周期N/f2と指令値TI(n+1)
を比較する(ステップ101)。両者が等しい場合には
全期間を周波数f2でデ−タを読み出す(ステップ10
2)。すなわちn1=n3=n4=n6=0、n2=n5=N
/2、fn2=fn5=f2とし、波形指令の周期をTI
(n+1)に等しくする。
【0030】またTI(n+1)がN/f2より長い場
合には、期間A2及びA5にf2、期間A1、A3、A4及び
A6にf1を選択して波形指令を定格周波数より低くする
(ステップ103)。この時、f1でデータを読みだす
回数をMとすると波形指令の周期は定格周期よりM×
(1/f1−1/f2)だけ長くなる。従ってこれをTI
(n+1)とN/f2の差に等しくすれば波形指令の周
期をTI(n+1)に一致させることができる。
合には、期間A2及びA5にf2、期間A1、A3、A4及び
A6にf1を選択して波形指令を定格周波数より低くする
(ステップ103)。この時、f1でデータを読みだす
回数をMとすると波形指令の周期は定格周期よりM×
(1/f1−1/f2)だけ長くなる。従ってこれをTI
(n+1)とN/f2の差に等しくすれば波形指令の周
期をTI(n+1)に一致させることができる。
【0031】即ち、M=(TI(n+1)−N/f2)
/(1/f1−1/f2)とすればよい。この結果、n1
=n3=n4=n6=(TI(n+1)−N/f2)/(1
/f1−1/f2)/4と n2=n5=(N−(TI(n+1)−N/f2)/(1
/f1−1/f2))/2とすればよい。
/(1/f1−1/f2)とすればよい。この結果、n1
=n3=n4=n6=(TI(n+1)−N/f2)/(1
/f1−1/f2)/4と n2=n5=(N−(TI(n+1)−N/f2)/(1
/f1−1/f2))/2とすればよい。
【0032】また、TI(n+1)がN/f2より短い
場合には期間A2及びA5にf2、期間A1、A3、A4及び
A6にf3を選択して波形指令を定格周波数より低くする
(ステップ104)。この時、f3でデータを読みだす
回数をMとすると波形指令の周期は定格周期よりM×
(1/f2−1/f3)だけ短くなる。従ってこれをN/
f2とTI(n+1)の差に等しくすれば波形指令の周
期をTI(n+1)に一致させることができる。
場合には期間A2及びA5にf2、期間A1、A3、A4及び
A6にf3を選択して波形指令を定格周波数より低くする
(ステップ104)。この時、f3でデータを読みだす
回数をMとすると波形指令の周期は定格周期よりM×
(1/f2−1/f3)だけ短くなる。従ってこれをN/
f2とTI(n+1)の差に等しくすれば波形指令の周
期をTI(n+1)に一致させることができる。
【0033】即ち、M=(N/f2−TI(n+1))
/(1/f2−1/f3)とすればよい。この結果、n1
=n3=n4=n6=(N/f2−TI(n+1))/(1
/f2−1/f3)/4 n2=n5=(N−(N/f2−TI(n+1))/(1
/f2−1/f3))/2とすればよい。
/(1/f2−1/f3)とすればよい。この結果、n1
=n3=n4=n6=(N/f2−TI(n+1))/(1
/f2−1/f3)/4 n2=n5=(N−(N/f2−TI(n+1))/(1
/f2−1/f3))/2とすればよい。
【0034】以上のような手順によりインバータ3の出
力電圧波形指令値の周波数を所定値に制御できる。
力電圧波形指令値の周波数を所定値に制御できる。
【0035】以上のように本実施例によれば、ディジタ
ル回路により位相制御回路を構成できるので温度条件や
経年変化による影響を受けず、かつ出力電圧波形の瞬時
値を制御するPWM方式インバータにも適用できる位相
制御装置を実現できる。
ル回路により位相制御回路を構成できるので温度条件や
経年変化による影響を受けず、かつ出力電圧波形の瞬時
値を制御するPWM方式インバータにも適用できる位相
制御装置を実現できる。
【0036】図6は位相差検出方法の他の実施例であ
る。本実施例においては、図1の位相差算出回路95は
アドレスカウンタ92のカウント値が出力電圧波形指令
の正弦波の180°位相に対応する値になった時点でカ
ウンタ94のカウント値mを取り込む。この値から期間
nでの位相差ΔTをΔT=TI(n)/2−m/f0と
して算出する。前記実施例では、位相差が小さくなると
カウント値mが零に近づくため、検出誤差が相対的に大
きくなるが、本実施例によれば位相差が小さくなっても
mが零にはならないので、検出誤差を相対的に小さくで
きる。
る。本実施例においては、図1の位相差算出回路95は
アドレスカウンタ92のカウント値が出力電圧波形指令
の正弦波の180°位相に対応する値になった時点でカ
ウンタ94のカウント値mを取り込む。この値から期間
nでの位相差ΔTをΔT=TI(n)/2−m/f0と
して算出する。前記実施例では、位相差が小さくなると
カウント値mが零に近づくため、検出誤差が相対的に大
きくなるが、本実施例によれば位相差が小さくなっても
mが零にはならないので、検出誤差を相対的に小さくで
きる。
【0037】図7に本発明による他の実施例を示す。図
7においてマイクロプロセッサ100は図1に示す実施
例を実現したものであり、また、プログラマブルタイマ
99は出力パルスの時間間隔を設定可能としたものであ
る。本実施例におけるマイクロプロセッサ100の動作
を図8、図9により説明する。図1に示す実施例におけ
る位相差算出回路95とスイッチ切換手段96の動作を
図8に示す通常の処理で、AVR98の動作を図9に示
す割込み処理で行う。
7においてマイクロプロセッサ100は図1に示す実施
例を実現したものであり、また、プログラマブルタイマ
99は出力パルスの時間間隔を設定可能としたものであ
る。本実施例におけるマイクロプロセッサ100の動作
を図8、図9により説明する。図1に示す実施例におけ
る位相差算出回路95とスイッチ切換手段96の動作を
図8に示す通常の処理で、AVR98の動作を図9に示
す割込み処理で行う。
【0038】図8に示す通常の処理では、メモリ91の
アドレスが出力電圧波形指令の正弦波データの180°
位相に対応する値の場合(ステツプ110)にカウンタ
94のカウント値mを取り込む(ステツプ111)。こ
の値をもとに位相差ΔTを算出する(ステツプ11
2)。以下図4に示すフローチャートと同様の手順で期
間A1〜A6でのデータ数n1〜n6及びデータ読みだし周
波数fn1〜fn6を決定する(ステツプ114〜11
7)。
アドレスが出力電圧波形指令の正弦波データの180°
位相に対応する値の場合(ステツプ110)にカウンタ
94のカウント値mを取り込む(ステツプ111)。こ
の値をもとに位相差ΔTを算出する(ステツプ11
2)。以下図4に示すフローチャートと同様の手順で期
間A1〜A6でのデータ数n1〜n6及びデータ読みだし周
波数fn1〜fn6を決定する(ステツプ114〜11
7)。
【0039】図9に示す割込み処理では、プログラマブ
ルタイマ99に設定したデータ読み出し周期毎に出力電
圧を検出し(ステツプ120)その値とメモリから読み
込んだ出力電圧波形指令(ステツプ121)の比較にも
とづいて操作量を決定しPWM回路97に出力する(ス
テツプ122)。さらに通常の処理で決定した分割期間
に従って現在の期間を判定し(ステツプ123〜12
7)、期間に対応したデータ読み取り周期をプログラマ
ブルタイマ99に設定する(ステツプ128〜13
3)。本実施例によれば、図6におけるOSC1〜OS
C3、アドレスカウンタ92、位相差算出手段95及び
スイッチ切換手段96を集積化できる。
ルタイマ99に設定したデータ読み出し周期毎に出力電
圧を検出し(ステツプ120)その値とメモリから読み
込んだ出力電圧波形指令(ステツプ121)の比較にも
とづいて操作量を決定しPWM回路97に出力する(ス
テツプ122)。さらに通常の処理で決定した分割期間
に従って現在の期間を判定し(ステツプ123〜12
7)、期間に対応したデータ読み取り周期をプログラマ
ブルタイマ99に設定する(ステツプ128〜13
3)。本実施例によれば、図6におけるOSC1〜OS
C3、アドレスカウンタ92、位相差算出手段95及び
スイッチ切換手段96を集積化できる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
まず、制御方法はディジタル手段をもって構成されるの
で、特性が温度条件や経年変化による影響を受けにくい
効果があり、また瞬時値を制御するのでPWM方式イン
バータにも適用できる効果がある。また、正の半波と負
の半波を対称な波形に、また半波も4分の1周期で前後
対称にすることができるので、直流分や波形歪の発生を
防止できる効果がある。インバータ出力電圧の180度
位相の時点を計測して位相差を算出しているので、高精
度に位相制御される効果がある。さらに位相制御装置を
マイクロプロセッサにより集積化できるので、部品点数
を低減でき小型、高信頼化できるという効果がある。
まず、制御方法はディジタル手段をもって構成されるの
で、特性が温度条件や経年変化による影響を受けにくい
効果があり、また瞬時値を制御するのでPWM方式イン
バータにも適用できる効果がある。また、正の半波と負
の半波を対称な波形に、また半波も4分の1周期で前後
対称にすることができるので、直流分や波形歪の発生を
防止できる効果がある。インバータ出力電圧の180度
位相の時点を計測して位相差を算出しているので、高精
度に位相制御される効果がある。さらに位相制御装置を
マイクロプロセッサにより集積化できるので、部品点数
を低減でき小型、高信頼化できるという効果がある。
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例の位相差検出手段を説明する
図である。
図である。
【図3】本発明の一実施例の周波数変化方法を説明する
図である。
図である。
【図4】本発明の一実施例の周波数変化方法を説明する
図である。
図である。
【図5】本発明の一実施例の周波数制御手順を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図6】位相差検出手段の他の実施例を説明する図であ
る。
る。
【図7】本発明の一実施例をマイクロプロセッサを用い
て実現した位相制御回路のブロック図である。
て実現した位相制御回路のブロック図である。
【図8】本発明の一実施例にマイクロプロセッサを用い
たときの通常の処理を示すフローチャートである。
たときの通常の処理を示すフローチャートである。
【図9】本発明の一実施例にマイクロプロセッサを用い
たときのマイクロプロセッサの割込み処理を示すフロー
チャートである。
たときのマイクロプロセッサの割込み処理を示すフロー
チャートである。
【図10】従来の位相差検出方法を示すブロック図であ
る。
る。
1 交流電源 2 直流母線 3 インバータ 91 メモリ 92 アドレスカウンタ 93 ゼロクロス検出手段 94 カウンタ 95 位相差算出手段 96 スイッチ切換手段 97 PWM回路 98 電圧調整器 99 プログラマブルタイマ 100 マイクロプロセッサ f0〜f3 周波数発振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白濱 秀文 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 岩中 光文 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 永野 毅 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地 株 式会社日立製作所ソフトウエア工場内 (72)発明者 石田 勇人 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内
Claims (8)
- 【請求項1】 インバータ出力電圧波形パターンを格納
したメモリから所定のサンプリング周期ごとに出力電圧
の瞬時値を読出し、該読出した瞬時値に基づいてインバ
ータ出力電圧を制御するインバータの制御方法におい
て、インバータ出力電圧と該インバータと並列運転され
る交流電源電圧との位相差を検出し、該位相差に基づい
て前記サンプリングの周波数を変化させることを特徴と
するインバータの位相制御方法。 - 【請求項2】 インバータ出力電圧と該インバータと並
列運転される交流電源電圧との位相差を検出・算出する
位相差算出手段と、周波数の異なる複数の発振手段と、
前記インバータ出力電圧波形パターン記憶手段と、前記
算出された位相差から前記インバータ出力電圧の周期を
算出しその算出結果に基づき前記インバータ出力電圧波
形パターンの分割並びに前記発振手段を選択する周期決
定手段を具備してなるインバータの位相制御装置。 - 【請求項3】 請求項2において、位相差算出手段とし
て、前記交流電源電圧の0度位相時点ででリセットさ
れ、一定周期の周波数信号を計数して位相差を検出する
位相検出手段を有し、前記インバータ出力電圧又は出力
電圧波形パターンの0度位相の時点で、前記位相検出手
段により位相差を検出する手段を含んで成るインバータ
の位相制御装置。 - 【請求項4】 請求項2において、位相差を検出する手
段として、前記交流電源電圧の0度位相時点ででリセッ
トされ、一定周期の周波数信号を計数して位相差を検出
する位相検出手段を有し、前記インバータ出力電圧又は
指令パターンの180度位相の時点で、前記位相検出手
段により位相差を検出する手段を含んで成るインバータ
の位相制御装置。 - 【請求項5】 請求項2において、インバータの前記出
力電圧波形パターンを半周期ごとに複数の期間に分割
し、各期間ごとに前記発振手段の1つを選択して成るイ
ンバータの位相制御装置。 - 【請求項6】 請求項5において、インバータの前記出
力電圧波形パターンの期間分割及び発振手段の周波数を
前半周期と後半周期を同一として成るインバータの位相
制御装置。 - 【請求項7】 請求項6において、インバータの前記出
力電圧波形パターンの半周期の期間分割及び発振手段の
周波数を、前半4分の1周期と後半4分の1周期を90
度位相の時点を対称軸にして対称として成なるインバー
タの位相制御装置。 - 【請求項8】 インバータ出力電圧と該インバータと並
列運転される交流電源電圧との位相差を検出・算出する
位相差算出手段と、周波数の異なる複数の発振手段と、
前記インバータ出力電圧波形パターン記憶手段と、前記
算出された位相差から前記インバータ出力電圧の周期を
算出しその算出結果に基づき前記インバータ出力電圧波
形パターンの分割並びに前記発振手段を選択する周期決
定手段を具備してなるインバータの位相制御装置を含ん
でなる無停電電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4013878A JPH05211778A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | インバータの位相制御方法並びにインバータの位相制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4013878A JPH05211778A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | インバータの位相制御方法並びにインバータの位相制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05211778A true JPH05211778A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=11845476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4013878A Pending JPH05211778A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | インバータの位相制御方法並びにインバータの位相制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05211778A (ja) |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP4013878A patent/JPH05211778A/ja active Pending
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