JPH05236761A - 変圧器の直流偏磁防止装置 - Google Patents
変圧器の直流偏磁防止装置Info
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- JPH05236761A JPH05236761A JP4032477A JP3247792A JPH05236761A JP H05236761 A JPH05236761 A JP H05236761A JP 4032477 A JP4032477 A JP 4032477A JP 3247792 A JP3247792 A JP 3247792A JP H05236761 A JPH05236761 A JP H05236761A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、交流出力電圧の時間積を制御可能
なインバ―タの出力側に設けられる変圧の直流偏磁を防
止することを目的とする 【構成】 交流出力電圧の時間積を制御可能なインバ―
タの出力側に変圧器３を接続した装置において、該変圧
器３の鉄心ギャップ部の磁束を検出する手段３１と、検
出された磁束を所定期間積分する積分器４１及び該積分
器４１の出力信号に応じて前記インバ―タの交流出力電
圧の正及び負の電圧の電圧時間積を制御する偏磁補正手
段５１を具備して成る変圧器の直流偏磁防止装置。
なインバ―タの出力側に設けられる変圧の直流偏磁を防
止することを目的とする 【構成】 交流出力電圧の時間積を制御可能なインバ―
タの出力側に変圧器３を接続した装置において、該変圧
器３の鉄心ギャップ部の磁束を検出する手段３１と、検
出された磁束を所定期間積分する積分器４１及び該積分
器４１の出力信号に応じて前記インバ―タの交流出力電
圧の正及び負の電圧の電圧時間積を制御する偏磁補正手
段５１を具備して成る変圧器の直流偏磁防止装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流を交流に変換する
インバ―タの出力側に設けられる変圧器の直流偏磁防止
装置に関する。
インバ―タの出力側に設けられる変圧器の直流偏磁防止
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５にスイッチング素子としてゲ―トタ
―ンオフサイリスタ（以下単にＧＴＯと記す）を使用し
た従来のインバ―タ装置の一例を示す。
―ンオフサイリスタ（以下単にＧＴＯと記す）を使用し
た従来のインバ―タ装置の一例を示す。
【０００３】図５において、１は直流電源、２ＧＵ〜２
ＧＹはＧＴＯ、２ＤＵ〜２ＤＹはフィ―ドバックダイオ
―ド、２Ｕ〜２ＹはそれぞれＧＴＯ２ＧＵ〜２ＧＹにゲ
―ト信号を増幅して与えるゲ―ト回路、３はインバ―タ
変圧器、４は負荷、１０はＧＴＯ２ＧＵ〜２ＧＹのゲ―
ト回路２Ｕ〜２Ｙに所定のゲ―ト信号を与えるゲ―ト制
御回路である。２０はインバ―タ出力電流を検出する分
流器、２３は絶縁増幅器である。４１はインバ―タ出力
電流に含まれる直流分を検出するために、インバ―タ出
力電流を所定期間に渡り積分を行う積分器、５１は積分
器４１で検出された直流分信号に応じてゲ―ト信号のパ
ルス幅の補正を行う偏磁補正回路である図６は図５のイ
ンバ―タ装置の動作を説明するためのタイムチャ―トで
ある。図６において、２ＧＵ―Ｖ〜２ＧＹ―Ｖはそれぞ
れＧＴＯ２ＧＵ〜２ＧＹのアノ―ド、カソ―ド間の電圧
波形を表わしている。Ｖ１はインバ―タ出力電圧波形を
表わしている。図６の斜線部はＧＴＯ２ＧＵだけが特に
タ―ンオンが遅い場合の電圧欠損分を表わしている。イ
ンバ―タ出力の正側と負側とでは電圧波高値は直流電源
の電圧値に等しいから各々のＧＴＯのスイッチング時間
に差があると、図６に示したようにインバ―タ出力の正
側と負側とで電圧時間積に差が生じる。その結果、図５
の場合ではインバ―タ変圧器３の１次巻線に図５に図示
した向きに直流電流Ｉが流れインバ―タ変圧器３は直流
偏磁されることになる。
ＧＹはＧＴＯ、２ＤＵ〜２ＤＹはフィ―ドバックダイオ
―ド、２Ｕ〜２ＹはそれぞれＧＴＯ２ＧＵ〜２ＧＹにゲ
―ト信号を増幅して与えるゲ―ト回路、３はインバ―タ
変圧器、４は負荷、１０はＧＴＯ２ＧＵ〜２ＧＹのゲ―
ト回路２Ｕ〜２Ｙに所定のゲ―ト信号を与えるゲ―ト制
御回路である。２０はインバ―タ出力電流を検出する分
流器、２３は絶縁増幅器である。４１はインバ―タ出力
電流に含まれる直流分を検出するために、インバ―タ出
力電流を所定期間に渡り積分を行う積分器、５１は積分
器４１で検出された直流分信号に応じてゲ―ト信号のパ
ルス幅の補正を行う偏磁補正回路である図６は図５のイ
ンバ―タ装置の動作を説明するためのタイムチャ―トで
ある。図６において、２ＧＵ―Ｖ〜２ＧＹ―Ｖはそれぞ
れＧＴＯ２ＧＵ〜２ＧＹのアノ―ド、カソ―ド間の電圧
波形を表わしている。Ｖ１はインバ―タ出力電圧波形を
表わしている。図６の斜線部はＧＴＯ２ＧＵだけが特に
タ―ンオンが遅い場合の電圧欠損分を表わしている。イ
ンバ―タ出力の正側と負側とでは電圧波高値は直流電源
の電圧値に等しいから各々のＧＴＯのスイッチング時間
に差があると、図６に示したようにインバ―タ出力の正
側と負側とで電圧時間積に差が生じる。その結果、図５
の場合ではインバ―タ変圧器３の１次巻線に図５に図示
した向きに直流電流Ｉが流れインバ―タ変圧器３は直流
偏磁されることになる。
【０００４】そこで、従来はインバ―タ変圧器３の１次
側に分流器２０を設け、インバ―タ出力電流を検出し、
分流器２０の２次側電圧を絶縁増幅器２３にて絶縁かつ
増幅し、更に絶縁増幅器２３の出力を積分器４１で積分
することによりインバ―タ出力電流に含まれる直流分を
検出し、この直流分を偏磁補正回路５１に与え、偏磁補
正回路５１の出力信号によりインバ―タの正出力及び負
出力の電圧時間積が等しくなるように制御し、インバ―
タ変圧器３の直流偏磁を防止するようにしている。
側に分流器２０を設け、インバ―タ出力電流を検出し、
分流器２０の２次側電圧を絶縁増幅器２３にて絶縁かつ
増幅し、更に絶縁増幅器２３の出力を積分器４１で積分
することによりインバ―タ出力電流に含まれる直流分を
検出し、この直流分を偏磁補正回路５１に与え、偏磁補
正回路５１の出力信号によりインバ―タの正出力及び負
出力の電圧時間積が等しくなるように制御し、インバ―
タ変圧器３の直流偏磁を防止するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来技術においては、インバ―タ出力電流を検出して直
流偏磁を防止する方式であり、主回路と制御回路を電気
的に絶縁するために絶縁増幅器２３を必要とする。
従来技術においては、インバ―タ出力電流を検出して直
流偏磁を防止する方式であり、主回路と制御回路を電気
的に絶縁するために絶縁増幅器２３を必要とする。
【０００６】絶縁増幅器２３はインバ―タ装置が高圧、
大容量化すればする程、大形化しかつ高価になり、イン
バ―タ装置の大きさや価格に影響を与える。又、インバ
―タ出力電流の検出回路に特性的に使用可能な絶縁増幅
器には、絶縁上の上限があり現状１０ＫＶ以上の絶縁耐
圧を有するものは開発されていないのが実状である。
又、分流器２０の２次信号が数十ｍｖと微弱であるた
め、インバ―タ装置が高圧大容量の場合、主回路側で発
生するノイズの影響を受け易く、インバ―タ出力電流中
に含まれる直流分を正確に検出することが困難となり、
インバ―タ変圧器の直流偏磁を防止することができなく
なる恐れがある。
大容量化すればする程、大形化しかつ高価になり、イン
バ―タ装置の大きさや価格に影響を与える。又、インバ
―タ出力電流の検出回路に特性的に使用可能な絶縁増幅
器には、絶縁上の上限があり現状１０ＫＶ以上の絶縁耐
圧を有するものは開発されていないのが実状である。
又、分流器２０の２次信号が数十ｍｖと微弱であるた
め、インバ―タ装置が高圧大容量の場合、主回路側で発
生するノイズの影響を受け易く、インバ―タ出力電流中
に含まれる直流分を正確に検出することが困難となり、
インバ―タ変圧器の直流偏磁を防止することができなく
なる恐れがある。
【０００７】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、高圧、大容量のインバ―タ装置でも、
インバ―タ変圧器の直流偏磁を確実に防止できる安価な
変圧器の直流偏磁防止装置を提供することを目的とす
る。
なされたもので、高圧、大容量のインバ―タ装置でも、
インバ―タ変圧器の直流偏磁を確実に防止できる安価な
変圧器の直流偏磁防止装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、インバ―タの出力側に接続された変圧器の
鉄心のギャップ部の磁束を検出する手段と、検出された
磁束を所定期間積分する積分器と、この積分器の出力信
号に応じてインバ―タの交流出力電圧の正及び負の電圧
時間積を制御する手段を具備したことを特徴とするもの
である。
するために、インバ―タの出力側に接続された変圧器の
鉄心のギャップ部の磁束を検出する手段と、検出された
磁束を所定期間積分する積分器と、この積分器の出力信
号に応じてインバ―タの交流出力電圧の正及び負の電圧
時間積を制御する手段を具備したことを特徴とするもの
である。
【０００９】
【作用】本発明は、前述手段を具備することにより、イ
ンバ―タ出力の正側と負側とで電圧時間積に差が生じた
時に、この電圧時間積の差を変圧器の鉄心を通る磁束の
磁束時間積の正側と負側の差として磁束の直流分を検出
し、この直流分が零になるように制御することによって
直流偏磁を防止している。
ンバ―タ出力の正側と負側とで電圧時間積に差が生じた
時に、この電圧時間積の差を変圧器の鉄心を通る磁束の
磁束時間積の正側と負側の差として磁束の直流分を検出
し、この直流分が零になるように制御することによって
直流偏磁を防止している。
【００１０】
【実施例】以下本発明を図面を参照して説明する。図１
は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図５と同
一部には同一符号を付してその説明を省略する。
は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図５と同
一部には同一符号を付してその説明を省略する。
【００１１】又、図２は図１におけるインバ―タ変圧器
３の鉄心を簡略化して表現した図である。更に、図３及
び図４は本発明の動作を説明するためのタイムチャ―ト
である。
３の鉄心を簡略化して表現した図である。更に、図３及
び図４は本発明の動作を説明するためのタイムチャ―ト
である。
【００１２】図１において、３１はインバ―タ変圧器３
の鉄心ギャップ部を通る磁束を電圧信号として検出する
ホ―ル素子であり、３２はこのホ―ル素子３１の出力電
圧を増幅する増幅器である。図２において３Ｃはインバ
―タ変圧器３の鉄心である。図３及び図４において、Ｖ
１はインバ―タ出力即ちインバ―タ変圧器３の１次側に
印加される電圧、Φ１は前記電圧Ｖ１の変化によりイン
バ―タ変圧器３の鉄心に生じる磁束を表わしている。一
般に、変圧器の磁束は印加電圧を積分したものであり、
図３に示すように、磁束Φ１は電圧Ｖ１が印加される期
間だけ変化する波形となる。
の鉄心ギャップ部を通る磁束を電圧信号として検出する
ホ―ル素子であり、３２はこのホ―ル素子３１の出力電
圧を増幅する増幅器である。図２において３Ｃはインバ
―タ変圧器３の鉄心である。図３及び図４において、Ｖ
１はインバ―タ出力即ちインバ―タ変圧器３の１次側に
印加される電圧、Φ１は前記電圧Ｖ１の変化によりイン
バ―タ変圧器３の鉄心に生じる磁束を表わしている。一
般に、変圧器の磁束は印加電圧を積分したものであり、
図３に示すように、磁束Φ１は電圧Ｖ１が印加される期
間だけ変化する波形となる。
【００１３】図３のように、電圧Ｖ１の電圧時間積が正
側と負側とで等しい場合は、磁束Φ１の磁束時間積が正
側と負側とで等しくなるが、図４のように、電圧Ｖ１の
電圧時間積の正側の方が負側より小さい場合は、磁束Φ
１の磁束時間積は正側の方が負側より小さくなる。
側と負側とで等しい場合は、磁束Φ１の磁束時間積が正
側と負側とで等しくなるが、図４のように、電圧Ｖ１の
電圧時間積の正側の方が負側より小さい場合は、磁束Φ
１の磁束時間積は正側の方が負側より小さくなる。
【００１４】今、仮にＧＴＯ２Ｕ〜２Ｙでスイッチング
時間の差が生じ、インバ―タ出力電圧即ちインバ―タ変
圧器３の１次側に印加される電圧Ｖ１のパルス幅が図４
に示すように、正側の方が負側よりΔＴだけ狭くなった
とする。磁束Φ１はホール素子３１で電圧信号に変換さ
れた後増幅器３２で増幅され積分器４１に入力される
が、例えば１サイクルの期間（図４に示す時刻ｔ1 より
ｔ2 までの期間）磁束Φ１を積分すると、磁束Φ１の正
側面積（図４に示すハッチング部の面積（A)）の方が負
側面積（図４に示すハッチング部の面積（B)）より小さ
いため、ある負の値となる。かくして検出された磁束の
直流分（この場合負の値）が偏磁補正回路５１に与えら
れると、偏磁補正回路５１は直流分が零になるよう各Ｇ
ＴＯのゲート信号のパルス幅の補正制御を行う。この場
合、電圧Ｖ１の正側の電圧時間積が大、かつ負側の電圧
時間積が小となるよう該パルス幅の補正制御が行われ
る。この結果磁束Φ１の直流分は零となるよう制御され
インバータ変圧器３は直流偏磁を受けなくなる。又、逆
に磁束Φ１の正側面積(A) の方が(B) より大きい場合
は、積分器４１の出力は正の値となり、電圧Ｖ１の正側
の電圧時間積が小、かつ負側の電圧時間積が大となるよ
う前記パルス幅の補正制御が行なわれ、磁束Φ１の直流
分は零になるよう制御される。
時間の差が生じ、インバ―タ出力電圧即ちインバ―タ変
圧器３の１次側に印加される電圧Ｖ１のパルス幅が図４
に示すように、正側の方が負側よりΔＴだけ狭くなった
とする。磁束Φ１はホール素子３１で電圧信号に変換さ
れた後増幅器３２で増幅され積分器４１に入力される
が、例えば１サイクルの期間（図４に示す時刻ｔ1 より
ｔ2 までの期間）磁束Φ１を積分すると、磁束Φ１の正
側面積（図４に示すハッチング部の面積（A)）の方が負
側面積（図４に示すハッチング部の面積（B)）より小さ
いため、ある負の値となる。かくして検出された磁束の
直流分（この場合負の値）が偏磁補正回路５１に与えら
れると、偏磁補正回路５１は直流分が零になるよう各Ｇ
ＴＯのゲート信号のパルス幅の補正制御を行う。この場
合、電圧Ｖ１の正側の電圧時間積が大、かつ負側の電圧
時間積が小となるよう該パルス幅の補正制御が行われ
る。この結果磁束Φ１の直流分は零となるよう制御され
インバータ変圧器３は直流偏磁を受けなくなる。又、逆
に磁束Φ１の正側面積(A) の方が(B) より大きい場合
は、積分器４１の出力は正の値となり、電圧Ｖ１の正側
の電圧時間積が小、かつ負側の電圧時間積が大となるよ
う前記パルス幅の補正制御が行なわれ、磁束Φ１の直流
分は零になるよう制御される。
【００１５】以上は単相インバータの例で説明したが、
三相インバータの場合にも本発明が適用できることは言
うまでもない。その場合は少くとも２台の主脚鉄心のギ
ャップ部にホール素子を設置すれば良い。又、磁束の積
分期間は１サイクルに限定されるものではなく、数サイ
クル以上の積分期間でも良い。
三相インバータの場合にも本発明が適用できることは言
うまでもない。その場合は少くとも２台の主脚鉄心のギ
ャップ部にホール素子を設置すれば良い。又、磁束の積
分期間は１サイクルに限定されるものではなく、数サイ
クル以上の積分期間でも良い。
【００１６】
【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば、イ
ンバ―タ変圧器の鉄心ギャッブ部の磁束を直接検出する
方式であるため、インバ―タの主回路とは電気的に絶縁
されるので、大形で高価な絶縁増幅器を必要としない。
従って、本発明はインバ―タ装置の小形化低コスト化に
寄与するばかりではなく、インバ―タ装置の主回路電圧
が高電圧化しても適用できるものである。又、大容量の
場合、インバ―タ変圧器はインバ―タとは別に設置され
るため磁束の検出ラインはインバ―タ主回路発生ノイズ
の影響を受けにくくすることが可能であり、インバ―タ
変圧器の磁束に含まれる直流分を正確に検出することが
できる。
ンバ―タ変圧器の鉄心ギャッブ部の磁束を直接検出する
方式であるため、インバ―タの主回路とは電気的に絶縁
されるので、大形で高価な絶縁増幅器を必要としない。
従って、本発明はインバ―タ装置の小形化低コスト化に
寄与するばかりではなく、インバ―タ装置の主回路電圧
が高電圧化しても適用できるものである。又、大容量の
場合、インバ―タ変圧器はインバ―タとは別に設置され
るため磁束の検出ラインはインバ―タ主回路発生ノイズ
の影響を受けにくくすることが可能であり、インバ―タ
変圧器の磁束に含まれる直流分を正確に検出することが
できる。
【００１７】よって、本発明によれば、高圧大容量のイ
ンバ―タ装置でも、インバ―タ変圧器の直流偏磁を確実
に防止できる安価な変圧器の直流偏磁防止装置を提供す
ることかできる。
ンバ―タ装置でも、インバ―タ変圧器の直流偏磁を確実
に防止できる安価な変圧器の直流偏磁防止装置を提供す
ることかできる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図。
【図２】「図１］のインバ―タ変圧器の鉄心の簡略図。
【図３】直流偏磁の無い場合の本発明による動作を説明
するための波形図。
するための波形図。
【図４】直流偏磁の有る場合の本発明による動作を説明
するための波形図。
するための波形図。
【図５】従来装置の構成図。
【図６】従来装置の動作を説明するためのタイムチャ―
ト。
ト。
１ …直流電源 ２ＧＵ〜２ＧＹ …ＧＴＯ ２ＤＵ〜２ＤＹ …ダイオ―ド ２Ｕ〜２Ｙ …ゲ―ト回路 ３ …インバ―タ変圧器 ３Ｃ …インバ―タ変圧器の鉄心 ４ …負荷 １０ …ゲ―ト制御回路 ２０ …分流器 ２３ …絶縁増幅器 ３１ …ホ―ル素子 ３２ …増幅器 ４１ …積分器 ５１ …偏磁補正回路
Claims (1)
- 【請求項１】 交流出力電圧の時間積を制御可能な
インバ―タの出力側に変圧器を接続した装置において、
該変圧器の鉄心ギャップ部の磁束を検出する手段と、検
出された磁束を所定期間積分する積分器及び該積分器の
出力信号に応じて前記インバ―タの交流出力電圧の正及
び負の電圧の電圧時間積を制御する手段を具備して成る
変圧器の直流偏磁防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4032477A JPH05236761A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 変圧器の直流偏磁防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4032477A JPH05236761A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 変圧器の直流偏磁防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05236761A true JPH05236761A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12360065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4032477A Pending JPH05236761A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 変圧器の直流偏磁防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05236761A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5450310A (en) * | 1993-07-13 | 1995-09-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control system for power converter with prevention of DC magnetization in the transformer |
| US5867376A (en) * | 1996-08-08 | 1999-02-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | DC magnetization suppression in power converter transformers |
| JP2012139092A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Abb Research Ltd | 変換器の制御方法 |
| DE102012218710A1 (de) * | 2012-10-15 | 2014-04-17 | Continental Automotive Gmbh | Vorrichtung zum Vergleichen des Stromes durch die Hauptinduktivität eines Transformators mit einem Vergleichswert und Zweipunktregler mit einer solchen Vorrichtung |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP4032477A patent/JPH05236761A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5450310A (en) * | 1993-07-13 | 1995-09-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Control system for power converter with prevention of DC magnetization in the transformer |
| US5867376A (en) * | 1996-08-08 | 1999-02-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | DC magnetization suppression in power converter transformers |
| JP2012139092A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Abb Research Ltd | 変換器の制御方法 |
| DE102012218710A1 (de) * | 2012-10-15 | 2014-04-17 | Continental Automotive Gmbh | Vorrichtung zum Vergleichen des Stromes durch die Hauptinduktivität eines Transformators mit einem Vergleichswert und Zweipunktregler mit einer solchen Vorrichtung |
| DE102012218710B4 (de) * | 2012-10-15 | 2016-08-04 | Continental Automotive Gmbh | Vorrichtung zum Vergleichen des Stromes durch die Hauptinduktivität eines Transformators mit einem Vergleichswert und Zweipunktregler mit einer solchen Vorrichtung |
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