JPH0779570A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH0779570A JPH0779570A JP5246260A JP24626093A JPH0779570A JP H0779570 A JPH0779570 A JP H0779570A JP 5246260 A JP5246260 A JP 5246260A JP 24626093 A JP24626093 A JP 24626093A JP H0779570 A JPH0779570 A JP H0779570A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 出力電圧パルスを発生するためのＰＷＭモー
ドとして、過変調モードと１パルスモードを有する３レ
ベルインバータにおいて、ＰＷＭモードの移行をスムー
ズに制御することにある。 【構成】 出力電圧パルスを発生するためのＰＷＭモー
ドとして、過変調モードと１パルスモードを有し、過変
調モードで全ての相の相電圧が変調を停止している位
相、或いは１パルスモードのパルス出力開始位相が出力
電圧の基本波の零クロス点に対して１４．３゜以下もし
くは１６．６゜以上となる出力電圧において両モードの
切り替えを行なう手段を設ける。 【効果】 ＰＷＭモード移行時のインバータ出力電流ピ
ーク値の跳ね上がりを抑制し、電動機の発生トルクの変
動がないスムーズなＰＷＭモード移行が可能となる。
ドとして、過変調モードと１パルスモードを有する３レ
ベルインバータにおいて、ＰＷＭモードの移行をスムー
ズに制御することにある。 【構成】 出力電圧パルスを発生するためのＰＷＭモー
ドとして、過変調モードと１パルスモードを有し、過変
調モードで全ての相の相電圧が変調を停止している位
相、或いは１パルスモードのパルス出力開始位相が出力
電圧の基本波の零クロス点に対して１４．３゜以下もし
くは１６．６゜以上となる出力電圧において両モードの
切り替えを行なう手段を設ける。 【効果】 ＰＷＭモード移行時のインバータ出力電流ピ
ーク値の跳ね上がりを抑制し、電動機の発生トルクの変
動がないスムーズなＰＷＭモード移行が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直流を交流または交流
を直流に変換する電力変換装置の改良に係り、特に、３
レベルインバータにおけるＰＷＭモード間の移行を制御
する電力変換装置に関する。
を直流に変換する電力変換装置の改良に係り、特に、３
レベルインバータにおけるＰＷＭモード間の移行を制御
する電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】３レベルインバータにおいて、出力電圧
が最大電圧となる付近での出力電圧パルス発生方法とし
て、次のようなものが提案されている。 （１）ピーダブリュエム システムズ イン パワー
コンバーターズ ： アン エクステンション オブ
ザ サブハーモニック メソッド 「ＰＷＭ Ｓｙｓｔ
ｅｍｓ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ：
Ａｎ Ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ”Ｓｕｂ
ｈａｒｍｏｎｉｃ” ｍｅｔｈｏｄ」（ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎ
ｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ， Ｖｏｌ． ＩＥＣＩ−
２８， Ｎｏ． ４， Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９８１）
の３１６頁、図２（ｂ）において、出力電圧を発生する
ための手段として、出力相電圧の基本波の零クロス付近
でのみ変調を行ない、変調を停止する部分では変調波に
応じた極性の電圧を連続して出力する過変調モードが提
案されている。 （２）「半導体電力変換回路」（電気学会半導体電力変
換方式調査専門委員会編、１９８７）の９６頁には、出
力電圧の半周期内に単一極性の電圧パルスを一個出力す
る１パルスモードと、そのパルス幅を制御することで出
力電圧の制御を行なう方法が示されている。
が最大電圧となる付近での出力電圧パルス発生方法とし
て、次のようなものが提案されている。 （１）ピーダブリュエム システムズ イン パワー
コンバーターズ ： アン エクステンション オブ
ザ サブハーモニック メソッド 「ＰＷＭ Ｓｙｓｔ
ｅｍｓ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ：
Ａｎ Ｅｘｔｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ”Ｓｕｂ
ｈａｒｍｏｎｉｃ” ｍｅｔｈｏｄ」（ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎ
ｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ， Ｖｏｌ． ＩＥＣＩ−
２８， Ｎｏ． ４， Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９８１）
の３１６頁、図２（ｂ）において、出力電圧を発生する
ための手段として、出力相電圧の基本波の零クロス付近
でのみ変調を行ない、変調を停止する部分では変調波に
応じた極性の電圧を連続して出力する過変調モードが提
案されている。 （２）「半導体電力変換回路」（電気学会半導体電力変
換方式調査専門委員会編、１９８７）の９６頁には、出
力電圧の半周期内に単一極性の電圧パルスを一個出力す
る１パルスモードと、そのパルス幅を制御することで出
力電圧の制御を行なう方法が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、出力電圧を発生するためのＰＷＭモードとして、過
変調モードと１パルスモードがそれぞれ示されている
が、インバータの出力電圧を最大電圧まで連続に制御す
るためには、出力電圧１００％付近ではこれら二つのＰ
ＷＭモードを組み合わせる必要がある。しかし、上記従
来技術においては、これら二つのＰＷＭモードの組み合
わせについては考慮されていなかった。また、これら二
つのＰＷＭモードを組み合わせ、両ＰＷＭモードの間を
移行する際に、場合によっては出力電流のピーク値に跳
ね上がりが生じ、過電流によるスイッチング素子の破壊
を招いたり、電動機の発生トルクに変動が生じる問題が
あった。本発明の目的は、出力電圧パルスを発生するた
めのＰＷＭモードとして過変調モードと１パルスモード
を備える３レベルインバータにおいて、これら二つのＰ
ＷＭモードを組み合わせるとき、ＰＷＭモード移行時の
出力電流のピーク値の変動を抑制し、スムーズなＰＷＭ
モード移行を実現することにある。
て、出力電圧を発生するためのＰＷＭモードとして、過
変調モードと１パルスモードがそれぞれ示されている
が、インバータの出力電圧を最大電圧まで連続に制御す
るためには、出力電圧１００％付近ではこれら二つのＰ
ＷＭモードを組み合わせる必要がある。しかし、上記従
来技術においては、これら二つのＰＷＭモードの組み合
わせについては考慮されていなかった。また、これら二
つのＰＷＭモードを組み合わせ、両ＰＷＭモードの間を
移行する際に、場合によっては出力電流のピーク値に跳
ね上がりが生じ、過電流によるスイッチング素子の破壊
を招いたり、電動機の発生トルクに変動が生じる問題が
あった。本発明の目的は、出力電圧パルスを発生するた
めのＰＷＭモードとして過変調モードと１パルスモード
を備える３レベルインバータにおいて、これら二つのＰ
ＷＭモードを組み合わせるとき、ＰＷＭモード移行時の
出力電流のピーク値の変動を抑制し、スムーズなＰＷＭ
モード移行を実現することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、出力電圧パ
ルスを発生するためのＰＷＭモードとして過変調モード
と１パルスモードを有する３レベルインバータにおい
て、特定の位相または電圧指令のときＰＷＭモードを切
り替える手段を備えることにより、達成される。
ルスを発生するためのＰＷＭモードとして過変調モード
と１パルスモードを有する３レベルインバータにおい
て、特定の位相または電圧指令のときＰＷＭモードを切
り替える手段を備えることにより、達成される。
【０００５】
【作用】過変調モードと１パルスモードの間の移行を行
なう位相を、過変調モードで全ての相が変調を停止して
いる期間に設定することで、ＰＷＭモード移行時の全て
の相の出力相電圧波形を基本波の零クロス点について対
称にする。これにより、ＰＷＭモード移行時のインバー
タの出力電流のピーク値の跳ね上がりが抑制される。ま
た、１パルスモードにおいて第５次高調波と第７次高調
波のレベルが同程度とならないような電圧においてＰＷ
Ｍモード移行を行なうことで、ＰＷＭモード移行時のイ
ンバータの出力電流のピーク値の跳ね上がりが抑制され
る。
なう位相を、過変調モードで全ての相が変調を停止して
いる期間に設定することで、ＰＷＭモード移行時の全て
の相の出力相電圧波形を基本波の零クロス点について対
称にする。これにより、ＰＷＭモード移行時のインバー
タの出力電流のピーク値の跳ね上がりが抑制される。ま
た、１パルスモードにおいて第５次高調波と第７次高調
波のレベルが同程度とならないような電圧においてＰＷ
Ｍモード移行を行なうことで、ＰＷＭモード移行時のイ
ンバータの出力電流のピーク値の跳ね上がりが抑制され
る。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示す構成図である。図
１において、９は三相の３レベルインバータ、６はその
電源となる直流架線、７は電圧の変動を抑えるためのフ
ィルタリアクトル、８１と８２は直流電圧を分圧して３
レベルインバータ９の入力となる３レベルの電位を得る
ためのクランプコンデンサ、及び１０は３レベルインバ
ータの負荷である誘導電動機を示す。また、図１のＰＷ
Ｍモード切り替え信号発生手段１、ＰＷＭモード切り替
え手段２、位相演算手段（周波数→位相変換）３、過変
調パルス発生手段４、１パルス発生手段５は３レベルイ
ンバータ９の制御を行なう部分であり、この部分はイン
バータの出力電圧の大きさＥ＊と、その周波数の指令Ｆ
ｉ＊を基にインバータの制御信号を発生する。なお、こ
こではＥ＊はインバータが出力できる最大電圧で規格化
されているものとする。
る。図１は、本発明の一実施例を示す構成図である。図
１において、９は三相の３レベルインバータ、６はその
電源となる直流架線、７は電圧の変動を抑えるためのフ
ィルタリアクトル、８１と８２は直流電圧を分圧して３
レベルインバータ９の入力となる３レベルの電位を得る
ためのクランプコンデンサ、及び１０は３レベルインバ
ータの負荷である誘導電動機を示す。また、図１のＰＷ
Ｍモード切り替え信号発生手段１、ＰＷＭモード切り替
え手段２、位相演算手段（周波数→位相変換）３、過変
調パルス発生手段４、１パルス発生手段５は３レベルイ
ンバータ９の制御を行なう部分であり、この部分はイン
バータの出力電圧の大きさＥ＊と、その周波数の指令Ｆ
ｉ＊を基にインバータの制御信号を発生する。なお、こ
こではＥ＊はインバータが出力できる最大電圧で規格化
されているものとする。
【０００７】以下、それぞれのＰＷＭモードにおけるパ
ルス発生の方法とＰＷＭモード切り替えの詳細を示す。
まず、図１の位相演算手段３によって出力電圧の周波数
指令Ｆｉ＊から位相θを求める。その一例を図２に示
す。Ｆｉ＊を２π倍手段３１で２π倍し、時間積分手段
３２で時間積分することでθを求める。
ルス発生の方法とＰＷＭモード切り替えの詳細を示す。
まず、図１の位相演算手段３によって出力電圧の周波数
指令Ｆｉ＊から位相θを求める。その一例を図２に示
す。Ｆｉ＊を２π倍手段３１で２π倍し、時間積分手段
３２で時間積分することでθを求める。
【０００８】次に、図１の過変調パルス発生手段４につ
いての一例を図３を用いて説明する。過変調モードと
は、出力電圧が最大電圧に比較的近い領域でＰＷＭを行
なうモードであり、出力相電圧波形は、図４に示すよう
に、基本波の零クロス付近でのみ変調を行ない、それ以
外の位相においては変調波の符号に応じて正または負の
電圧を出力し続けることで出力電圧を最大電圧に近い値
に保つというものである。 ここで、過変調モードにお
ける変調波は周波数Ｆｉ＊、変調率Ａを振幅とする正弦
波であり、Ａ＞１である。Ａは図３の変調率演算手段４
１によりＥ＊から求める。このとき、Ｅ＊と変調率Ａは
いての一例を図３を用いて説明する。過変調モードと
は、出力電圧が最大電圧に比較的近い領域でＰＷＭを行
なうモードであり、出力相電圧波形は、図４に示すよう
に、基本波の零クロス付近でのみ変調を行ない、それ以
外の位相においては変調波の符号に応じて正または負の
電圧を出力し続けることで出力電圧を最大電圧に近い値
に保つというものである。 ここで、過変調モードにお
ける変調波は周波数Ｆｉ＊、変調率Ａを振幅とする正弦
波であり、Ａ＞１である。Ａは図３の変調率演算手段４
１によりＥ＊から求める。このとき、Ｅ＊と変調率Ａは
【数１】 という形で対応づけられる。続いて、図３の変調波発生
手段４２においてＡとθから変調波を発生し、同図４３
で過変調パルスを得る。４３の内容は図４のように変調
波の絶対値が１．０を越えているところでは変調を停止
し、それ以外のところでは変調を行なうというものであ
る。
手段４２においてＡとθから変調波を発生し、同図４３
で過変調パルスを得る。４３の内容は図４のように変調
波の絶対値が１．０を越えているところでは変調を停止
し、それ以外のところでは変調を行なうというものであ
る。
【０００９】図１の１パルス発生手段５の詳細は、次の
通りである。１パルスモードとは、出力電圧の半周期内
に出力電圧の基本波の符号に応じた単一極性の電圧パル
スを一個出力するＰＷＭモードであり、出力相電圧波形
は図６に示すようなものである。このモードではパルス
の幅を変えることで出力電圧を制御する。図５は１パル
ス発生手段５の一例であり、ｃｏｓθ，−ｃｏｓθ演算
手段５１においてθから図示の波形を発生させ、この波
形とＥ＊から同図５２で１パルスを得る。ここで、図６
のように、正パルス出力開始位相αｐ、正パルス出力停
止位相βｐ（＝１８０゜−αｐ）、負パルス出力開始位
相αｎ（＝１８０゜＋αｐ）、負パルス出力停止位相β
ｎ（＝３６０゜−αｐ）を定義する。αｐ＝０゜のとき
の出力電圧、つまり最大出力電圧の値を１．０とする
と、出力電圧はｃｏｓαｐと表される。そこで、図６に
示すように、０≦θ＜９０゜のときはｃｏｓθとＥ＊、
９０゜≦θ＜１８０゜のときは−ｃｏｓθとＥ＊、１８
０゜≦θ＜２７０゜のときはｃｏｓθと−Ｅ＊、２７０
゜≦θ＜３６０゜のときは−ｃｏｓθと−Ｅ＊の大小関
係をそれぞれ比較することでパルスを出力する位相を求
める。即ち、αｐ＝ａｒｃｃｏｓＥ＊、βｐ＝π−ａｒ
ｃｃｏｓＥ＊、αｎ＝π＋ａｒｃｃｏｓＥ＊、βｎ＝２
π−ａｒｃｃｏｓ（Ｅ＊）である。
通りである。１パルスモードとは、出力電圧の半周期内
に出力電圧の基本波の符号に応じた単一極性の電圧パル
スを一個出力するＰＷＭモードであり、出力相電圧波形
は図６に示すようなものである。このモードではパルス
の幅を変えることで出力電圧を制御する。図５は１パル
ス発生手段５の一例であり、ｃｏｓθ，−ｃｏｓθ演算
手段５１においてθから図示の波形を発生させ、この波
形とＥ＊から同図５２で１パルスを得る。ここで、図６
のように、正パルス出力開始位相αｐ、正パルス出力停
止位相βｐ（＝１８０゜−αｐ）、負パルス出力開始位
相αｎ（＝１８０゜＋αｐ）、負パルス出力停止位相β
ｎ（＝３６０゜−αｐ）を定義する。αｐ＝０゜のとき
の出力電圧、つまり最大出力電圧の値を１．０とする
と、出力電圧はｃｏｓαｐと表される。そこで、図６に
示すように、０≦θ＜９０゜のときはｃｏｓθとＥ＊、
９０゜≦θ＜１８０゜のときは−ｃｏｓθとＥ＊、１８
０゜≦θ＜２７０゜のときはｃｏｓθと−Ｅ＊、２７０
゜≦θ＜３６０゜のときは−ｃｏｓθと−Ｅ＊の大小関
係をそれぞれ比較することでパルスを出力する位相を求
める。即ち、αｐ＝ａｒｃｃｏｓＥ＊、βｐ＝π−ａｒ
ｃｃｏｓＥ＊、αｎ＝π＋ａｒｃｃｏｓＥ＊、βｎ＝２
π−ａｒｃｃｏｓ（Ｅ＊）である。
【００１０】１パルスモードを過変調モードの延長と考
える場合、即ち過変調モードにおける変調率を極めて大
きくしたものとして捉える場合、過変調モードと１パル
スモードの間の移行タイミングは変調率やキャリア周波
数に依存し、任意に設定することができない。そこで、
ＰＷＭモードの移行に際して条件を設定し、その下でＰ
ＷＭモードの移行を行なう必要がある。ここでは、図１
の過変調パルス発生手段４、１パルス発生手段５におい
て過変調モードと１パルスモードのインバータ制御信号
を求め、両者を状況に応じて切り替えることでＰＷＭモ
ードの移行を行なう。図１のＰＷＭモード切り替え信号
発生手段１、ＰＷＭモード切り替え手段２がＰＷＭモー
ドの切り替えに関わる部分であり、ＰＷＭモード切り替
え信号発生手段１において電圧指令Ｅ＊と出力相電圧の
位相θ及び現時点のＰＷＭモードとＰＷＭモード移行条
件（Ｅ１ｃ：過変調モード→１パルスモード移行電圧指
令設定値，Ｅ２ｃ：１パルスモード→過変調モード移行
電圧指令設定値，αｃ：ＰＷＭモード移行位相）から動
作モードを指定する信号を出力する。ＰＷＭモード切り
替え手段２は、ＰＷＭモード切り替え信号発生手段１か
ら出力される信号に従い、インバータ制御信号の切り替
えを行なうスイッチである。
える場合、即ち過変調モードにおける変調率を極めて大
きくしたものとして捉える場合、過変調モードと１パル
スモードの間の移行タイミングは変調率やキャリア周波
数に依存し、任意に設定することができない。そこで、
ＰＷＭモードの移行に際して条件を設定し、その下でＰ
ＷＭモードの移行を行なう必要がある。ここでは、図１
の過変調パルス発生手段４、１パルス発生手段５におい
て過変調モードと１パルスモードのインバータ制御信号
を求め、両者を状況に応じて切り替えることでＰＷＭモ
ードの移行を行なう。図１のＰＷＭモード切り替え信号
発生手段１、ＰＷＭモード切り替え手段２がＰＷＭモー
ドの切り替えに関わる部分であり、ＰＷＭモード切り替
え信号発生手段１において電圧指令Ｅ＊と出力相電圧の
位相θ及び現時点のＰＷＭモードとＰＷＭモード移行条
件（Ｅ１ｃ：過変調モード→１パルスモード移行電圧指
令設定値，Ｅ２ｃ：１パルスモード→過変調モード移行
電圧指令設定値，αｃ：ＰＷＭモード移行位相）から動
作モードを指定する信号を出力する。ＰＷＭモード切り
替え手段２は、ＰＷＭモード切り替え信号発生手段１か
ら出力される信号に従い、インバータ制御信号の切り替
えを行なうスイッチである。
【００１１】図１のＰＷＭモード切り替え発生手段１を
ソフトウェアで実現する場合の一例を図７のフローチャ
ートに示す。１まず、現時点のＰＷＭモードが過変調モ
ードかどうか調べ、そうである場合とない場合について
それぞれＥ＊からＰＷＭモードを切り替えるべきかどう
かを判断する。ＰＷＭモード切り替えが不要となる場合
は現時点のＰＷＭモードをそのまま維持するが、切り替
えが必要な場合は続けてθを調べ、その結果に応じたＰ
ＷＭモードを選択する。即ち、図８に示すように、予め
設定したＰＷＭモード移行位相αｃとθを比較し、θが
αｃに達したときにＰＷＭモードの切り替えを行なう。
ソフトウェアで実現する場合の一例を図７のフローチャ
ートに示す。１まず、現時点のＰＷＭモードが過変調モ
ードかどうか調べ、そうである場合とない場合について
それぞれＥ＊からＰＷＭモードを切り替えるべきかどう
かを判断する。ＰＷＭモード切り替えが不要となる場合
は現時点のＰＷＭモードをそのまま維持するが、切り替
えが必要な場合は続けてθを調べ、その結果に応じたＰ
ＷＭモードを選択する。即ち、図８に示すように、予め
設定したＰＷＭモード移行位相αｃとθを比較し、θが
αｃに達したときにＰＷＭモードの切り替えを行なう。
【００１２】ＰＷＭモード移行時の相電圧波形は、全て
の相について相電圧の基本波の零クロス点について対称
となっていることが望ましい。ここで過変調モードと１
パルスモードにおいてＥ＊を等しくした場合の一相分の
相電圧波形を考えると、図９に示すように、過変調モー
ドにおける変調停止部分の幅は１パルスモードの出力電
圧パルスの幅より小さくなる。従ってＰＷＭモード移行
を行なう位相αｃを、過変調モードにおいて変調を停止
する位相αｌより大きくすることで相電圧の基本波の零
クロス点について対称となり、更に三相分を考慮する
と、αｃの範囲は
の相について相電圧の基本波の零クロス点について対称
となっていることが望ましい。ここで過変調モードと１
パルスモードにおいてＥ＊を等しくした場合の一相分の
相電圧波形を考えると、図９に示すように、過変調モー
ドにおける変調停止部分の幅は１パルスモードの出力電
圧パルスの幅より小さくなる。従ってＰＷＭモード移行
を行なう位相αｃを、過変調モードにおいて変調を停止
する位相αｌより大きくすることで相電圧の基本波の零
クロス点について対称となり、更に三相分を考慮する
と、αｃの範囲は
【数２】 αｌ≦αｃ≦６０゜−αｌ または −（６０゜−αｌ）≦αｃ≦−αｌ または ６０゜＋αｌ≦αｃ≦１２０゜−αｌ または −（１２０゜−αｌ）≦αｃ≦−（６０゜＋αｌ） または １２０゜＋αｌ≦αｃ≦１８０゜−αｌ または −（１８０゜−αｌ）≦αｃ≦−（１８０゜−αｌ） （数２） となる。
【００１３】１パルスモードにおいて、出力電圧に含ま
れる第５次高調波のレベルｂ５と第７次高調波のレベル
ｂ７は上記αｐの関数としてそれぞれ次のように表され
る。
れる第５次高調波のレベルｂ５と第７次高調波のレベル
ｂ７は上記αｐの関数としてそれぞれ次のように表され
る。
【数３】 ｂ５＝｜ｃｏｓ（５＊αｐ）／５｜ （数３）
【数４】 ｂ７＝｜ｃｏｓ（７＊αｐ）／７｜ （数４） 上式において、ｂ５とｂ７は最大出力電圧で規格化され
ている。αｐを大きくとった場合、３レベルインバータ
の中性点電位の変動が顕著になるなどの問題があること
から、αｐ≦２５゜程度が実用的である。ここで、ｂ５
とｂ７が同程度となる場合、ＰＷＭモードの移行はスム
ーズであるとは言えない。ＰＷＭモード移行時の出力電
流の跳ね上がりをＰＷＭモード移行前の出力電流のピー
ク値に対し５％程度までに抑えるには、上記ｂ５とｂ７
の差の絶対値が４％より大きくならなければならない。
上式からｂ５とｂ７の差の絶対値が最大出力電圧の４％
以内になるαｐの範囲は１４．３゜≦αｐ≦１６．６゜
であり、これに対応するＥ＊の範囲は、０．９５８≦Ｅ
＊≦０．９６９である。従って、ＰＷＭモード移行を行
なうに適したＥ＊の範囲は、Ｅ＊＞０．９６９、或いは
Ｅ＊＜０．９５８となる。
ている。αｐを大きくとった場合、３レベルインバータ
の中性点電位の変動が顕著になるなどの問題があること
から、αｐ≦２５゜程度が実用的である。ここで、ｂ５
とｂ７が同程度となる場合、ＰＷＭモードの移行はスム
ーズであるとは言えない。ＰＷＭモード移行時の出力電
流の跳ね上がりをＰＷＭモード移行前の出力電流のピー
ク値に対し５％程度までに抑えるには、上記ｂ５とｂ７
の差の絶対値が４％より大きくならなければならない。
上式からｂ５とｂ７の差の絶対値が最大出力電圧の４％
以内になるαｐの範囲は１４．３゜≦αｐ≦１６．６゜
であり、これに対応するＥ＊の範囲は、０．９５８≦Ｅ
＊≦０．９６９である。従って、ＰＷＭモード移行を行
なうに適したＥ＊の範囲は、Ｅ＊＞０．９６９、或いは
Ｅ＊＜０．９５８となる。
【００１４】本実施例において、ＰＷＭモード移行時に
おける位相についての条件と電圧についての条件はそれ
ぞれ単独で用いてもよいが、併用することで更に有効と
なる。 図１０は、１パルスモードから過変調モードへ
の移行に際し、上記のαｃとＥ＊に関する事項を考慮す
る場合としない場合についての計算機シミュレーション
の結果であり、インバータの出力電流と誘導電動機の発
生トルクを示したものである。（ａ）がαｃとＥ＊に関
する事項を考慮しない場合で、αｃ＝０゜、Ｅ＊＝０．
９６０、（ｂ）は考慮する場合でαｃ＝１５゜、Ｅ＊＝
０．９８０である。同図より、（ａ）の場合は、ＰＷＭ
モード移行に伴うインバータ出力電流の変動が発生し、
誘導電動機の発生トルクにも変動が生ずる。これに対
し、（ｂ）の場合は、αｃとＥ＊を上記のように設定す
ることでＰＷＭモード移行に伴うインバータ出力電流の
変動が抑えられ、誘導電動機の発生トルクにも変動が生
じないという効果が得られている。
おける位相についての条件と電圧についての条件はそれ
ぞれ単独で用いてもよいが、併用することで更に有効と
なる。 図１０は、１パルスモードから過変調モードへ
の移行に際し、上記のαｃとＥ＊に関する事項を考慮す
る場合としない場合についての計算機シミュレーション
の結果であり、インバータの出力電流と誘導電動機の発
生トルクを示したものである。（ａ）がαｃとＥ＊に関
する事項を考慮しない場合で、αｃ＝０゜、Ｅ＊＝０．
９６０、（ｂ）は考慮する場合でαｃ＝１５゜、Ｅ＊＝
０．９８０である。同図より、（ａ）の場合は、ＰＷＭ
モード移行に伴うインバータ出力電流の変動が発生し、
誘導電動機の発生トルクにも変動が生ずる。これに対
し、（ｂ）の場合は、αｃとＥ＊を上記のように設定す
ることでＰＷＭモード移行に伴うインバータ出力電流の
変動が抑えられ、誘導電動機の発生トルクにも変動が生
じないという効果が得られている。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＰＷＭモード移行時のインバータ出力電流ピーク値の跳
ね上がりを抑制し、電動機の発生トルクの変動がないス
ムーズなＰＷＭモード移行が可能となる。
ＰＷＭモード移行時のインバータ出力電流ピーク値の跳
ね上がりを抑制し、電動機の発生トルクの変動がないス
ムーズなＰＷＭモード移行が可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図。
【図２】位相演算手段の一例を示す図。
【図３】過変調パルス発生手段の一例を示す図。
【図４】過変調パルス発生の方法の一例を示す図。
【図５】１パルス発生手段の一例を示す図。
【図６】１パルス発生の方法の一例を示す図。
【図７】ＰＷＭモード切り替え手段をソフトウェアで実
現する場合の一例を示す図。
現する場合の一例を示す図。
【図８】ＰＷＭモード移行位相の定義を示す図。
【図９】出力電圧が等しい場合の過変調モードと１パル
スモードの相電圧波形の比較を示す図。
スモードの相電圧波形の比較を示す図。
【図１０】本発明の効果を示す図
１ ＰＷＭモード切り替え信号発生手段 ２ ＰＷＭモード切り替え手段 ３ 位相演算手段 ４ 過変調パルス発生手段 ５ １パルス発生手段 ６ 直流架線 ７ フィルタリアクトル ８１，８２ クランプコンデンサ ９ ３レベルインバータ １０ 誘導電動機
Claims (3)
- 【請求項１】 直流を３レベルの電位の交流相電圧に変
換する電力変換器と、この電力変換器により駆動される
電動機を備えた電力変換装置において、出力電圧を発生
するための手段として、出力相電圧の基本波の零クロス
付近でのみ変調を行ない、変調を停止する部分では変調
波に応じた極性の電圧を連続して出力する過変調モード
と、出力電圧の半周期内に単一極性の電圧パルスを一個
出力する１パルスモードを有し、特定の位相で１パルス
モードと過変調モードの間の移行を行なう手段を設けた
ことを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項２】 請求項１において、過変調モードで全て
の相の相電圧が変調を停止している位相で、１パルスモ
ードと過変調モードの間の移行を行なうことを特徴とす
る電力変換装置。 - 【請求項３】 請求項１において、１パルスモードでパ
ルス出力開始位相が出力電圧の基本波の零クロス点に対
して１４．３゜以下もしくは１６．６゜以上となる出力
電圧において１パルスモードと過変調モードの間の移行
を行なうことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5246260A JP2923727B2 (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5246260A JP2923727B2 (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0779570A true JPH0779570A (ja) | 1995-03-20 |
| JP2923727B2 JP2923727B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=17145880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5246260A Expired - Fee Related JP2923727B2 (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923727B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0787750A (ja) * | 1993-09-16 | 1995-03-31 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | インバ−タ制御方法 |
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| JP2010246242A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Toyota Motor Corp | 電力変換装置 |
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| US7911177B2 (en) | 2007-06-18 | 2011-03-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | AC motor drive controller |
| US20220103112A1 (en) * | 2019-01-25 | 2022-03-31 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for actuating an electric machine, and electric drive system |
-
1993
- 1993-09-07 JP JP5246260A patent/JP2923727B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP5457449B2 (ja) * | 2009-06-19 | 2014-04-02 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
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| US20220103112A1 (en) * | 2019-01-25 | 2022-03-31 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for actuating an electric machine, and electric drive system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2923727B2 (ja) | 1999-07-26 |
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