JPH0744839B2 - 3相出力インバータの出力電圧制御装置 - Google Patents

3相出力インバータの出力電圧制御装置

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JPH0744839B2
JPH0744839B2 JP59070349A JP7034984A JPH0744839B2 JP H0744839 B2 JPH0744839 B2 JP H0744839B2 JP 59070349 A JP59070349 A JP 59070349A JP 7034984 A JP7034984 A JP 7034984A JP H0744839 B2 JPH0744839 B2 JP H0744839B2
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益雄 岡沢
功 益沢
貫志 山本
一輝 佐藤
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Nagano Japan Radio Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は3相交流電動機などを負荷とする3相インバー
タに関し、一層詳細にはある位相差をもって動作する複
数のインバータの出力をベクトル合成によって3相交流
電圧に変換する3相インバータ装置における出力電圧制
御装置に関する。
発振器から出力される所定の周波数信号を分周しインバ
ータを介して3相交流電圧に変換する装置が広汎に普及
している。
この種の従来技術に係る電源装置を第1図に示す。すな
わち、この電源装置では発振器1から出力される所定周
波数の信号はその出力側に接続されている分周器2によ
り夫々2π/3ずつ位相差のある3相信号へと分周変換さ
れ、出力電圧安定化機能を内蔵するインバータ部3a、3b
および3cに導入される。これらのインバータ部3a乃至3c
は出力トランス4a乃至4cにその出力を供給する。すなわ
ち、インバータ部3a乃至3cは分周器2の3相信号によっ
て互いに2π/3の固定された位相差をもって動作する。
従って、このインバータ部3a乃至3cの出力電圧を第2図
に示すベクトル図のようにY結線すれば3相出力が得ら
れる。
ところで、このような回路構成によると、各インバータ
部3a乃至3cは第2図のベクトル図の中点Nと各端子間の
電圧、すなわち、相電圧に対して電圧安定化機能を有す
るのみで3相出力である線間電圧、すなわち、U−V、
V−WおよびW−Uに対しては直接の安定化機能を有し
ていない。従って、各インバータ部の回路構成部品に起
因する信号系の位相ずれや負荷の変動により出力電圧の
位相ずれが生じると、第2図のベクトル図からも判明す
るように各インバータ部3a乃至3cの出力電圧が一定でも
3相出力である線間電圧は変動を生じ、出力電圧の不平
衡が惹起してしまう。そこで、この出力電圧の不平衡を
補償するために、各インバータ部の出力電圧を3相出力
電圧の各線間電圧によって制御しようとすると次のよう
な欠点を露呈する。すなわち、インバータ3aを線間電圧
U−V、インバータ3bをV−W、インバータ3cをW−U
の各線間電圧によって制御しようとすると、第2図のベ
クトル図より容易に諒解されるように、ある1つの線間
電圧は2組のインバータ出力電圧で合成されているの
で、インバータ部3a乃至3cの電圧制御系は互いにループ
を形成し出力安定化動作に対して相互に影響し合ってし
まう。従って、出力電圧側の安定化が困難となり電圧安
定化機能を失ってしまう。結局、従来の電圧制御方式に
あっては外部変動等に対して3相出力電圧の不平衡を補
償することが困難であった。
本発明はこの欠点を解決するためになされたものであ
り、電圧制御と同時にインバータ間の動作位相差を制御
することによって3相出力の線間電圧を個々に制御し、
常時、3相平衡電圧を得ようとすることを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、スコット変圧
器を用いて2個の単相インバータの出力を合成して直流
を3相交流に変換するインバータ装置において、 3相出力中の第1および第2の線間電圧を検出して前記
の各インバータの出力電圧をそれぞれ制御するインバー
タ出力電圧制御回路と、 前記インバータ出力電圧制御回路の制御応答特性より低
速応答の制御応答特性を有し、かつ前記3相出力中の第
3の線間電圧を検出し該検出線間電圧に基づいて前記各
インバータの動作信号間の位相差を制御する位相制御回
路とを備え、 前記インバータ出力電圧制御回路の動作によって3相出
力中の各線間電圧を個々に制御して安定化することを特
徴とする。
次に、本発明に係る3相用インバータの出力電圧制御装
置について好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照して
以下詳細に説明する。なお、図中、第1図に示す参照符
号と同一の参照符号は同一の構成要素を示すものとす
る。
そこで、第3図において参照符号3a、3bは正弦波出力の
インバータ部を示し、また参照符号5は位相制御回路を
示す。さらに参照符号6a、6bはスコット結線された2相
−3相変換トランスであり、また、参照符号7a乃至7cは
出力電圧検出トランス、さらに参照符号8a乃至8cは出力
電圧検出部を示す。このような回路構成において、位相
制御回路5は発振器1の信号を互いに90°の位相差を持
つ信号φA、φPに変換(第4図参照)、インバータ部
3a並びに3bに供給する。インバータ部3a、3bは位相制御
回路5の前記出力信号φA、φBによって動作し、正弦
波の出力を出力トランス6aおよび6bに供給する。前記出
力トランス6a、6bはトランス6aの2次巻線の中点へトラ
ンス6bの2次巻線の一端を接続するスコット結線がなさ
れており、各出力電圧は第5図のベクトル図に示すよう
に得られる。そして、3交流電圧は第5図に示すベクト
ル図の各線間電圧U−V、V−W、W−Uをとることに
よって得られる。各3相線間電圧は検出トランス7a乃至
7cを介して個々に検出され、夫々電圧検出部8a乃至8cに
供給される。すなわち、3相線間電圧であるU−V電圧
の検出によってインバータ部3aの電圧は制御され、W−
U電圧の検出によってインバータ部3bの電圧が制御され
る。さらにV−W電圧の検出によって位相制御回路5の
出力信号φA、φBの相互の位相を調整して、3相線間
電圧のV−W間電圧を制御する。すなわち、V−W電圧
は第5図に示すようにV−NおよびW−Nの各電圧のベ
クトル合成値であるからインバータ部3aと3bの動作位相
差∠VNWを可変にしておけばV−W電圧の調整が可能と
なる。
通常は∠VNW≒90°に設定しているがV−W電圧が低下
すると∠VNW>90°となりV−W電圧が上昇すると∠VNW
<90°となるように位相制御回路5の出力信号の位相差
を制御する。
そこで、上記実施例における位相制御回路5の一つの具
体例を第6図に示す。図において、参照符号10a、10bは
分周器であり、前記分周器10aは発振器1からの所定の
周波数を分周して信号φAとして出力する。一方、前記
分周器10bは後述するゲート回路を介して発振器1から
の所定の周波数信号を分周し信号φBとして出力とす
る。出力電圧検出トランス7cは電圧検出部8cと接続し、
前記電圧検出部8cの出力側は第1のコンパレータ12と第
2のコンパレータ13とに接続される。夫々のコンパレー
タ12、13の出力側はゲート回路11に接続しておく。
そこで、分周器10a、10bは発振器1の周波数を所定の周
波数までステップダウンし、前記の通り出力信号φA、
φBとして出力する。分周器10bに出力するゲート回路1
1は主としてフリップフロップにより構成され、通常動
作では1/2分周器として動作するが、制御信号に応じて
分周動作を停止したり、入力信号を直接出力することも
可能である。一方、コンパレータ12、13は出力電圧検出
部8cの出力電圧を電圧レベルによって分周器10a、10bの
夫々の出力φAとφBの位相差が基準値の90°に対して
進みか、遅れかを判別する。換言すれば、線間電圧V−
Wが上昇した場合には第5図のベクトル図に示すように
∠VNW<90°とする時、線間電圧V−Wは低下するから
第4図のφBの位相を進めることによって∠VNW<90°
となり目的を達せられる。すなわち、線間電圧V−Wの
上昇によって出力電圧検出部8cの出力電圧が上昇し、コ
ンパレータ12が動作する。この結果、ゲート回路11は分
周動作を停止して入力パルスを直接分周器10bに出力す
る。結局、分周器10bの入力パルス数は通常の2倍とな
り出力信号φBの周波数が上昇し位相が進む。従って、
インバータ部3aと3bの位相差は減少し、∠VNW<90°と
なる。同様に線間電圧V−Wが低下するとコンパレータ
13が動作してゲート回路11は分周動作を停止する。従っ
て、分周器10bの入力パルスがなくなるために出力信号
φBの周波数は低下して位相が遅れ∠VNW>90°とな
る。
このようにして位相制御回路5の出力信号φA、φBの
位相差を制御することにより3相線間電圧のV−Wに係
る電圧を制御する。
以上のように、本発明の制御装置によれば、3相線間電
圧U−Vはインバータ部3aより単独で供給されるので、
インバータ部3bの出力の影響を受けないから定電圧動作
系にループができない。従って、安定した定電圧制御が
できる。また、位相制御回路5とインバータ部3bの電圧
制御系の夫々の応答性に差を設けることによって相互干
渉を除去できる。すなわち、電圧制御系を高速応答、位
相制御系を低速応答することによって位相制御系の動作
によって生じる線間電圧W−Uの変動を高速度の応答動
作によって補償できる。しかも応答特性の相違により両
制御系は相互ループを形成することが無く安定して定電
圧動作を達成することができる。なお、位相制御信号と
してφAおよびφBの位相差∠VNWを検出して∠VNWを一
定に保つ制御方式においては、入力電圧や負荷変動によ
りインバータ部3a、3bの出力波形が変化すると波形率等
が変動する。従って、他の線間電圧および位相差∠VNW
が一定であっても線間電圧V−Wの実効値は変動し、高
精度な3相平衡電圧は得られない。然しながら、V−W
電圧を検出し、位相差∠VNWを制御することによりこれ
らの影響が補償され、結果として高精度な3相平衡電圧
を得ることができる。
以上のように、本発明の制御装置によれば、3相出力電
圧の各線間電圧を他の線間電圧に影響を与えることなく
独立して制御でき且つ出力電圧のリモートセンシングも
可能となる。従って、負荷のアンバランスやラインドロ
ップによる出力電圧変動の補償が可能となり高精度な3
相平衡電圧を負荷に供給することができる。このため、
同時電動機やレーダー、ジャイロ装置等の精度の高い3
相電圧を必要とする負荷に適した3相インバータを提供
することができる。
なお、上記実施例では90°の位相差によって動作する2
相インバータから3相出力を得る方式について述べた
が、位相差が60°で動作する2相インバータのように位
相差が90°以外からなる3相出力を得る方式でも、ま
た、2組以上のインバータを使用する方式であっても同
様の効果を得ることが可能である。さらに、位相制御回
路は他の位相制御方式によるものでも同様な効果を得る
ことができる。
さらに、本発明によれば、インバータ出力電圧制御回路
の制御応答特性より位相制御回路の制御応答特性を低速
応答の制御応答特性としたため、位相制御回路の動作に
よって生じる線間電圧の変動を高速応答の制御応答特性
を有するインバータ出力電圧制御回路によって補償する
ことができる効果がある。
以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計変更が可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術に係る3相出力インバータの出力電圧
制御回路図、第2図は第1図に示す出力電圧のベクトル
図、第3図は本発明に係る3相インバータの出力電圧制
御回路図、第4図は信号のベクトル図、第5図は出力電
圧のベクトル図、第6図は、本発明による位相制御回路
の具体例である。 1……発振器、2……分周器 3a〜c……インバータ部 4a〜c……出力トランス 5……位相制御回路 6a、b……出力トランス 7a〜c……検出トランス 8a〜c……出力電圧検出部 10a、b……分周回路、11……ゲート回路 12、13……コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 貫志 栃木県那須郡那須町高久甲3―1 株式会 社東京計器那須研究所内 (72)発明者 佐藤 一輝 栃木県那須郡那須町高久甲3―1 株式会 社東京計器那須研究所内 (56)参考文献 特開 昭48−64425(JP,A) 特公 昭45−39130(JP,B1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スコット変圧器を用いて2個の単相インバ
    ータの出力を合成して直流を3相交流に変換するインバ
    ータ装置において、 3相出力中の第1および第2の線間電圧を検出して前記
    の各インバータの出力電圧をそれぞれ制御するインバー
    タ出力電圧制御回路と、 前記インバータ出力電圧制御回路の制御応答特性より低
    速応答の制御応答特性を有し、かつ前記3相出力中の第
    3の線間電圧を検出し該検出線間電圧に基づいて前記各
    インバータの動作信号間の位相差を制御する位相制御回
    路とを備え、 前記インバータ出力電圧制御回路の動作によって3相出
    力中の各線間電圧を個々に制御して安定化することを特
    徴とする3相出力インバータの出力電圧制御装置。
JP59070349A 1984-04-09 1984-04-09 3相出力インバータの出力電圧制御装置 Expired - Lifetime JPH0744839B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4864425A (ja) * 1971-12-07 1973-09-06
SE386331B (sv) * 1972-06-29 1976-08-02 Siemens Ag Forfarande for triggning av styrbara huvudventiler i tva vexelriktare samt anordning for genomforande av forfarandet .
US4124885A (en) * 1977-03-23 1978-11-07 Westinghouse Electric Corp. Offset compensation for harmonic neutralized static AC generator

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JPS60216771A (ja) 1985-10-30

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