JPH0710184B2 - Inverter device - Google Patents
Inverter deviceInfo
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- JPH0710184B2 JPH0710184B2 JP61296086A JP29608686A JPH0710184B2 JP H0710184 B2 JPH0710184 B2 JP H0710184B2 JP 61296086 A JP61296086 A JP 61296086A JP 29608686 A JP29608686 A JP 29608686A JP H0710184 B2 JPH0710184 B2 JP H0710184B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （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ータ装置に係り、
特にインバータ出力側の変圧器の直流偏磁を防止できる
インバータ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to an inverter device for converting direct current into alternating current,
In particular, the present invention relates to an inverter device capable of preventing DC bias magnetism of a transformer on the inverter output side.
（従来の技術） 第４図にスイッチング素子としてゲートターンオフサイ
リスタ（以下GTOと記す）を使用した従来のインバータ
装置の一例を示す。第４図において、１は直流電源、2G
U〜2GYはGTO、2DU〜2DYはフィードバックダイオード、2
U〜2YはそれぞれGTO 2GU〜2GYにゲート信号を増幅して
与えるゲート回路、３はインバータ変圧器、４は負荷、
10はGTO 2GU〜2GXのゲート回路2U〜2Yに所定のゲート
信号を与えるゲート制御回路である。20はインバータ出
力電流を検出する分流器、23は絶縁増幅器である。(Prior Art) FIG. 4 shows an example of a conventional inverter device using a gate turn-off thyristor (hereinafter referred to as GTO) as a switching element. In FIG. 4, 1 is a DC power supply, 2G
U ~ 2GY is GTO, 2DU ~ 2DY is feedback diode, 2
U to 2Y are gate circuits for amplifying gate signals to GTO 2GU to 2GY, 3 are inverter transformers, 4 are loads,
Reference numeral 10 is a gate control circuit for giving a predetermined gate signal to the gate circuits 2U to 2Y of GTO 2GU to 2GX. 20 is a shunt for detecting the inverter output current, and 23 is an isolation amplifier.
第５図は第４図のインバータ装置の動作を説明するため
のタイムチャートである。第５図において2GU−Ｖ〜2GY
−ＶはそれぞれGTO 2GU〜2GYのアノード、カソード間
の電圧波形を表わしている。V1はインバータ出力電圧波
形を表わしている。第５図の斜線部はGTO 2Uだけが特
にターンオンが遅い場合の電圧欠損分を表わしている。
インバー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、第５図に示したようにインバータ出力の
正側と負側とで電圧時間積に差が生じる。その結果第４
図の場合ではインバータ変圧器３の１次巻線に第４図に
図示した向きに直流電流Ｉが流れインバータ変圧器３は
直流偏磁されることになる。FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the inverter device of FIG. In FIG. 5, 2GU-V to 2GY
-V represents the voltage waveform between the anode and cathode of GTO 2GU to 2GY, respectively. V1 represents the inverter output voltage waveform. The shaded area in Fig. 5 represents the voltage drop in GTO 2U only when the turn-on is slow.
Since the voltage peak value on the positive side and the negative side of the inverter output is equal to the voltage value of the DC power supply, if there is a difference in the switching time of each GTO, as shown in Fig. There is a difference in voltage-time product between and. As a result, the fourth
In the case of the figure, a direct current I flows through the primary winding of the inverter transformer 3 in the direction shown in FIG. 4, and the inverter transformer 3 is DC-biased.
そこで、従来はインバータ変圧器３の１次側に分流器３
を設け、前記直流電流を検出し分流器３の検出電圧を絶
縁増幅器23にて絶縁かつ増幅してゲート制御回路10に与
え、該検出信号によりインバー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、インバータ変圧
器３の直流偏磁を防止するようにしている。Therefore, conventionally, the shunt 3 is provided on the primary side of the inverter transformer 3.
Is provided, and the detection voltage of the shunt 3 is isolated and amplified by the isolation amplifier 23 to be supplied to the gate control circuit 10, and the detection signal causes the voltage time products of the positive output and the negative output of the inverter to be equal. Therefore, the DC bias of the inverter transformer 3 is prevented.
（発明が解決しようとする問題点） 一般に、変圧器の巻線に直流電流が流れると変圧器の鉄
心は直流偏磁を受ける。変圧器の鉄心はその磁束密度と
その断面積との積により飽和磁束が決まり、変圧器の鉄
心が直流偏磁を受けた場合、鉄心には直流電流による磁
束及び交流電圧による磁束が重なるため、巻線に流れる
直流電流が大きければ大きいほど鉄心は飽和しやすくな
る。そこで鉄心を飽和しにくくするためには、鉄心の断
面積を大きくして磁束密度を下げることになるが、同じ
鉄心材料の場合磁束密度を下げれば下げるほど変圧器が
大形化する。(Problems to be Solved by the Invention) Generally, when a DC current flows through a winding of a transformer, the iron core of the transformer is subjected to DC bias magnetization. In the iron core of the transformer, the saturation magnetic flux is determined by the product of its magnetic flux density and its cross-sectional area, and when the iron core of the transformer is subjected to DC bias magnetization, the magnetic flux due to the DC current and the magnetic flux due to the AC voltage are superposed on the iron core. The larger the direct current flowing through the winding, the easier the iron core becomes saturated. Therefore, in order to make the iron core less likely to be saturated, the cross-sectional area of the iron core is increased to reduce the magnetic flux density, but for the same iron core material, the lower the magnetic flux density, the larger the transformer becomes.
一方、通常の変圧器では定格電流の数パーセントの直流
電流が巻線に流れると鉄心は飽和することが知られてい
る。従って、第４図においてインバータ変圧器３を飽和
させないためには、直流電流１をインバタ変圧器３の定
格１次電流の数パーセント以下になるようインバータの
正出力又は負出力電圧の電圧時間積を制御する必要があ
る。例えば分流器20の定格２次出力電圧が50mVでインバ
ータ変圧器３を飽和させる直流電流を定格電流の２％と
すると分流器３の２次出力電圧は 50mV×0.02＝1mV となる。インバータ装置が高圧、大容量化すると、装置
内部で発生する磁界や電界の強度が大となるため、分流
器３の２次出力電圧が1mV程度の場合、装置内部の磁界
や電界の影響を受けやすく、インバータトランス３の１
次側に流れる直流電流を正確に検出できず直流偏磁の防
止制御も正常に行うことは困難となる。On the other hand, in an ordinary transformer, it is known that the iron core is saturated when a direct current of several percent of the rated current flows in the winding. Therefore, in order to prevent the inverter transformer 3 from being saturated in FIG. 4, the voltage-time product of the positive output or the negative output voltage of the inverter should be set so that the direct current 1 becomes less than a few percent of the rated primary current of the inverter transformer 3. Need to control. For example, if the rated secondary output voltage of the shunt 20 is 50 mV and the DC current that saturates the inverter transformer 3 is 2% of the rated current, the secondary output voltage of the shunt 3 is 50 mV x 0.02 = 1 mV. When the inverter device increases in voltage and capacity, the strength of the magnetic field and electric field generated inside the device increases, so if the secondary output voltage of the shunt 3 is about 1 mV, it will be affected by the magnetic field and electric field inside the device. Easy, one of the inverter transformer 3
It is difficult to accurately detect the DC current flowing to the next side, and it is difficult to perform normal control of DC bias magnetism.
そこで、第４図に示す従来の方法では分流器20と絶縁増
幅器23の間の電線として同軸ケーブルを使用したり、さ
らに該同軸ケーブルを電線管に収納したりなどのシール
ド処理を施しているが、該シールド処理を施すと、組立
の作業性が悪化しかつコストアップにもなる。また、前
述したように分流器20の検出電圧があまりにも小さいの
で前記シールド処理を施しただけでも不十分で誤検出す
ることを避けられないというのが実情である。Therefore, in the conventional method shown in FIG. 4, a coaxial cable is used as an electric wire between the shunt 20 and the isolation amplifier 23, and the coaxial cable is further housed in a conduit tube for shield treatment. However, if the shield treatment is applied, the workability of assembly is deteriorated and the cost is increased. Further, as described above, since the detection voltage of the shunt 20 is too small, it is unavoidable that even if the shield process is performed, it is erroneous and erroneous detection cannot be avoided.
本発明は上記欠点を除去するためになされたもので、イ
ンバータ変圧器の１次側に流れる直流電流を誤検出せず
確実に検出できる検出手段を具備し、インバータ変圧器
の直流偏磁防止を可能とた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 order to eliminate the above-mentioned drawbacks, and is provided with a detection means capable of surely detecting a DC current flowing through the primary side of an inverter transformer without erroneous detection, thereby preventing the DC bias magnetism of the inverter transformer. It is an object to provide a possible inverter device.
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段及び作用） 本発明では、上記目的を達成するため、インバータ変圧
器とインバータとの間の線間に抵抗及び僅かの直流電流
で飽和する可飽和リアクトルを直列接続してなる検出手
段を設け、インバータを構成する主スイッチング素子の
各々のスイッチング時間の差等によりインバータの正出
力と負出力とで電圧時間積に差が生じた場合、前記検出
手段に前記電圧時間積の差により生じる直流電流が流れ
るようにし、前記検出手段を構成する抵抗により電流の
極性と大きさを検出し、該抵抗の両端電圧をインバータ
の出力電圧制御系に割り込ませ、インバータの正出力及
び負出力の電圧時間積を可変させてインバータの正出力
と負出力の電圧時間積が等しくなるようにし、インバー
タ変圧器の１次側に直流電流が流れないようにして、イ
ンバータ変圧器の直流偏磁を防止している。[Structure of the Invention] (Means and Actions for Solving Problems) In order to achieve the above object, the present invention is capable of saturating with resistance and a slight direct current between the lines between the inverter transformer and the inverter. When a detecting means formed by connecting saturation reactors in series is provided and a difference in voltage-time product occurs between the positive output and the negative output of the inverter due to the difference in switching time of each of the main switching elements forming the inverter, the detection is performed. A direct current generated by the difference in the volt-second product flows through the means, the polarity and magnitude of the current are detected by the resistance that constitutes the detection means, and the voltage across the resistance is interrupted by the output voltage control system of the inverter. , The voltage-time product of the positive output and the negative output of the inverter is varied so that the voltage-time product of the positive output and the negative output of the inverter becomes equal, and As a direct current does not flow to the side, thereby preventing the DC magnetic deviation of the inverter transformer.
（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す図である。第１図にお
いて、第４図と同一の符号を付した部分の名称とその動
作機能は同一であり説明を省略する。第１図において、
第４図と異なる点は第１図では直流電流を検出する手段
として第４図の分流器20の代わりに、可飽和リアクトル
21と抵抗22を直列接続した回路を設けた点にある。(Embodiment) FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the names and operation functions of the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 4 are the same, and the description thereof is omitted. In FIG.
The difference from FIG. 4 is that in FIG. 1, a saturable reactor is used as a means for detecting a direct current instead of the shunt 20 of FIG.
The point is that a circuit in which 21 and a resistor 22 are connected in series is provided.
第１図において、21は僅かの直流電流で飽和する可飽和
リアクトル、22は可飽和リアクトル21に流れる電流を電
圧に変換する抵抗である。第２図は可飽和リアクトル21
のＢ−Ｈ特性でＢは磁束密度、Ｈは磁界の強さを表わし
ている。第２図のＢ−Ｈ特性は図から明らかなように、
いわゆる角形ヒステリシスの特性で、可飽和リアクトル
21に直流電流が流れると（第２図のＨが増加すると）可
飽和リアクトル21の鉄心が容易に飽和する特性であるも
のとする。10は公知のゲート制御回路で従来技術の例で
説明したものと同一機能で、以下詳細に述べる。すなわ
ち、10はインバータの出力電圧制御回路で、GTO 2GU〜
2GYのOFFタイミングを制御することによりインバータの
正出力と負出力の電圧幅（パルス幅）を個別に制御でき
る機能を有し、さらに第１図に図示した外部信号ｅが与
えられると、その外部信号ｅの極性に応じて、該正出力
と該負出力の電圧幅を一方は広げ、他方は狭める機能を
有するものである。In FIG. 1, 21 is a saturable reactor that is saturated with a small amount of direct current, and 22 is a resistor that converts the current flowing through the saturable reactor 21 into a voltage. Fig. 2 shows the saturable reactor 21.
In the B-H characteristics of B, B represents the magnetic flux density and H represents the strength of the magnetic field. As is clear from the figure, the B-H characteristic of FIG.
The saturable reactor has a characteristic of so-called square hysteresis.
It is assumed that the iron core of the saturable reactor 21 is easily saturated when a direct current flows through it (when H in FIG. 2 increases). Reference numeral 10 denotes a known gate control circuit, which has the same function as that described in the example of the prior art and will be described in detail below. That is, 10 is the output voltage control circuit of the inverter,
By controlling the OFF timing of 2GY, it has the function of individually controlling the voltage width (pulse width) of the positive output and negative output of the inverter, and when the external signal e shown in FIG. According to the polarity of the signal e, one has the function of widening the voltage width of the positive output and the other of the negative output, and the function of narrowing the other.
今、仮にGTO 2U〜2Yのスイッチング時間の差が生じ、
インバータ出力の電圧時間積は負側の方が正側より大き
くなったとする。この場合、可飽和リアクトル21は僅か
の電流で飽和する特性を有する為、インバータ変圧器３
が飽和する前に飽和し、可飽和リアクトル21には第１図
に示した向きの電流１が流れる。Now, if there is a difference in the switching time between GTO 2U and 2Y,
It is assumed that the voltage-time product of the inverter output is larger on the negative side than on the positive side. In this case, the saturable reactor 21 has a characteristic of being saturated with a small amount of current, so that the inverter transformer 3
Is saturated before it is saturated, and a current 1 in the direction shown in FIG. 1 flows through the saturable reactor 21.
その結果検出抵抗22の両端には第１図に図示した電流Ｉ
に比例した電圧が発生し、該電圧は絶縁増幅器23を通し
てゲート制御回路10に前記外部信号ｅとして与えられ
る。外部制御信号ｅはゲート制御回路内の図示しない誤
差増幅器に与えられ、該誤差増幅器の働きにより、イン
バータの正出力の電圧幅は広がり、負出力の電圧幅は狭
められる。該電圧幅の推移動作は該正出力と該負出力の
電圧時間積が等しくなるまで続く。その結果、第１図に
示した電流Ｉはほとんど流れなくなり、インバータ変圧
器３は直流偏磁を受けなくなる。また、逆にインバータ
出力の電圧時間積が正側の方が負側より大きい場合は、
インバータ変圧器３の１次側に流れる直流電流の向きが
第１図に示した電流Ｉとは逆向きになり、インバータの
正出力の電圧幅は狭まり、負出力の電圧幅は広がり、前
述したのと同じく誤差増幅器の働きにより、該正出力と
該負出力の電圧時間積が等しくなるよう制御され、イン
バータ変圧器３は直流偏磁を受けなくなる。As a result, the current I shown in FIG.
Is generated, and the voltage is given to the gate control circuit 10 through the isolation amplifier 23 as the external signal e. The external control signal e is given to an error amplifier (not shown) in the gate control circuit, and the function of the error amplifier widens the voltage width of the positive output of the inverter and narrows the voltage width of the negative output of the inverter. The voltage width transition operation continues until the voltage-time products of the positive output and the negative output become equal. As a result, the current I shown in FIG. 1 almost does not flow, and the inverter transformer 3 is not subject to DC bias magnetization. On the contrary, if the voltage-time product of the inverter output is larger on the positive side than on the negative side,
The direction of the direct current flowing through the primary side of the inverter transformer 3 is opposite to the current I shown in FIG. 1, the voltage width of the positive output of the inverter is narrowed, and the voltage width of the negative output of the inverter is widened. Similarly to the above, the error amplifier functions so that the voltage-time products of the positive output and the negative output are equalized, and the inverter transformer 3 is not subject to DC bias magnetization.
一方、インバータ出力電圧をV1、可飽和リアクトル21の
巻線抵抗をR1、検出抵抗22の抵抗値をR2とすると可飽和
リアクトル21が飽和した際は、流れる電流は で表わされ、検出抵抗22の両端電圧V2は で表わされる。従って、R2を適当な値に選定すれば、可
飽和リアクトル21が飽和した際の検出抵抗22の両端電圧
V2を任意の電圧に選ぶことが可能である。すなわち例え
ば該電圧V2を数十ボルトに選ぶことも可能となり、従来
例の分流器20の検出電圧1mVに比べ１万倍以上にもなる
ので、装置内部の磁界や電界の影響を極めて小さくする
ことが可能となる。On the other hand, if the inverter output voltage is V 1 , the winding resistance of the saturable reactor 21 is R 1 , and the resistance value of the detection resistor 22 is R 2 , the current that flows when the saturable reactor 21 is saturated is And the voltage V 2 across the detection resistor 22 is It is represented by. Therefore, if selected R 2 to a suitable value, the voltage across the sense resistor 22 when saturable reactor 21 is saturated
It is possible to choose V 2 to any voltage. That is, for example, the voltage V 2 can be selected to be several tens of volts, which is more than 10,000 times the detection voltage 1 mV of the shunt 20 of the conventional example, so that the influence of the magnetic field and electric field inside the device can be made extremely small. It becomes possible.
以上は、検出手段に含まれる抵抗を一個として説明した
が、第３図に示すように該抵抗を複数個設け、そのうち
のいずれかの抵抗を電圧検出手段として使用してもよ
い。また、言うまでもなく本発明が適用されるインバー
タの構成や主スイッチング素子や相数は第１図に限定さ
れる訳ではない。In the above description, one resistance is included in the detection means, but a plurality of resistances may be provided as shown in FIG. 3, and any one of them may be used as the voltage detection means. Needless to say, the configuration of the inverter to which the present invention is applied, the main switching elements, and the number of phases are not limited to those shown in FIG.
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、たとえインバータ
を構成する主スイッチング素子のスイッチング時間の差
等のために、インバータの正出力と負出力で電圧時間積
の差が生じても、可飽和リアクトルと抵抗とから成る検
出手段により装置内部の磁界や電界の影響をほとんど受
けることなく、確実に直流偏磁を与える電流の検出が可
能となり、インバータ変圧器の直流偏磁を防止すること
ができる。また、従来のように同軸ケーブルや電線管を
使用しなくてすむので、組立作業も容易となり、かつ低
コスト化に役立つものである。[Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, a difference in voltage-time product occurs between the positive output and the negative output of the inverter even if the switching time of the main switching elements forming the inverter is different. In addition, the detection means consisting of a saturable reactor and a resistor makes it possible to reliably detect the current that gives the DC bias without being affected by the magnetic field or electric field inside the device, and prevent the DC bias of the inverter transformer. can do. Further, since it is not necessary to use a coaxial cable or a conduit tube as in the conventional case, the assembling work is facilitated and the cost is reduced.
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本発
明に使用する可飽和リアクトル21のＢ−Ｈ特性を示す
図、第３図は、本発明の他の検出手段を示す図、第４図
は従来の検出手段を使用したインバータ装置の回路図、
第５図は第４図のインバータ装置の動作説明するための
タイムチャートである。 １……直流電源、2GU〜2GY……GTO、2DU〜2DY……ダイ
オード、2U〜2Y……ゲート回路、３……インバータ変圧
器、４……負荷、10……ゲート制御回路、21……可飽和
リアクトル、22,22a,22b……抵抗、23……絶縁増幅器。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing BH characteristics of a saturable reactor 21 used in the present invention, and FIG. 3 is another detection means of the present invention. FIG. 4 and FIG. 4 are circuit diagrams of an inverter device using conventional detecting means,
FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of the inverter device of FIG. 1 ... DC power supply, 2GU-2GY ... GTO, 2DU-2DY ... Diode, 2U-2Y ... Gate circuit, 3 ... Inverter transformer, 4 ... Load, 10 ... Gate control circuit, 21 ... Saturable reactor, 22,22a, 22b ...... resistor, 23 ... isolation amplifier.
Claims (1)
前記インバータの正出力及び負出力電圧の電圧時間積を
個別に可変できる機能を持ったインバータ装置におい
て、前記変圧器の１次線間に抵抗及び可飽和リアクトリ
ルを直接接続してなる直流電流成分を検出する検出手段
を設け、前記インバータの出力電圧中に直流成分が生じ
た場合該直流成分を前記検出手段に含まれる抵抗により
極性と大きさを検出し、該検出電圧を前記インバータの
出力電圧制御系に補正量として割り込ませ、前記インバ
ータの正出力及び負出力電圧の電圧幅を一方は広げるよ
う他方は狭めるよう可変させて前記インバータの正出力
と負出力電圧の電圧時間積が等しくなるように制御する
ことを特徴とするインバータ装置。1. A transformer is provided between the inverter and the load,
In an inverter device having a function capable of individually varying the voltage-time product of the positive output voltage and the negative output voltage of the inverter, a DC current component formed by directly connecting a resistor and a saturable reactor between the primary lines of the transformer When a direct current component is generated in the output voltage of the inverter, the detecting means is provided to detect the polarity and magnitude of the direct current component by the resistance included in the detecting means, and the detected voltage is controlled by the output voltage of the inverter. The positive and negative output voltages of the inverter are varied so as to widen one side and narrow the other side so that the voltage time products of the positive output and the negative output voltage of the inverter become equal to each other. An inverter device characterized by being controlled.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61296086A JPH0710184B2 (en) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | Inverter device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61296086A JPH0710184B2 (en) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | Inverter device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63148873A JPS63148873A (en) | 1988-06-21 |
| JPH0710184B2 true JPH0710184B2 (en) | 1995-02-01 |
Family
ID=17828935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61296086A Expired - Lifetime JPH0710184B2 (en) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | Inverter device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0710184B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0472888U (en) * | 1990-11-02 | 1992-06-26 |
-
1986
- 1986-12-12 JP JP61296086A patent/JPH0710184B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63148873A (en) | 1988-06-21 |
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