JPH08289564A - Method of correcting overlapped period of commutation of high frequency link dc/ac converter - Google Patents

Method of correcting overlapped period of commutation of high frequency link dc/ac converter

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JPH08289564A
JPH08289564A JP7113767A JP11376795A JPH08289564A JP H08289564 A JPH08289564 A JP H08289564A JP 7113767 A JP7113767 A JP 7113767A JP 11376795 A JP11376795 A JP 11376795A JP H08289564 A JPH08289564 A JP H08289564A
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JP
Japan
Prior art keywords
commutation
switching
cycloconverter
unit
output voltage
Prior art date
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Application number
JP7113767A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Uematsu
武 上松
Atsushi Totsuka
厚志 戸塚
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Nippon Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To improve the output voltage waveform from a cyclone converter part and reduce the distortion of waveform in the vicinity of zero cross by hastening the ON-OFF control of the bidirectional switching element of a cyclone converter part by the commutation overlapped period. CONSTITUTION: Since a switching element Su of U phase performs switching in the period while the output voltage is generated, the output voltage of the cyclone converter is delayed by the commutation overlapped period of the commutaion of power source. As a result, for the waveform of the output voltage of the cyclone converter part, the waveform in the vicinity of zero cross is distorted, and it becomes one which includes low-order higher harmonic components. Accordingly, the switching operation of the switching element Su is advanced by the commutation overlapped period. As a result, for the waveform of the output voltage of the cyclone converter part, the distortion of waveform decreases in the vicinity of zero cross, and the low-order harmonic components are suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、モータドライブ,U
PS等の電源回路に使用されているサイクロコンバータ
による高周波リンクDC/ACコンバータの制御方法に
関する。
This invention relates to a motor drive, U
The present invention relates to a control method of a high frequency link DC / AC converter by a cycloconverter used in a power supply circuit such as PS.

【0002】[0002]

【従来の技術】サイクロコンバータによる高周波リンク
DC/ACコンバータの回路構成は図8に示すブロック
図の通りである。図8において、直流電源1からの直流
電力は、並列コンデンサ2を介して4つのスイッチング
素子11と12、および13と14を単相ブリッジ接続
して構成したインバータ部3に入力し、高周波電力に変
換される。インバータ部3からの高周波電力は高周波ト
ランス4により変圧され、サイクロコンバータ部5に入
力する。両方向スイッチング素子21と22、23と2
4、25と26を3相ブリッジ接続して構成したサイク
ロコンバータ部5は、高周波トランス4を介して入力し
た高周波電力を商用周波電力に変換し、リアクタとコン
デンサより成る交流フィルタ6を介して商用周波数の交
流電力を出力する。
2. Description of the Related Art The circuit configuration of a high frequency link DC / AC converter using a cycloconverter is shown in the block diagram of FIG. In FIG. 8, the DC power from the DC power supply 1 is input via the parallel capacitor 2 to the inverter unit 3 configured by connecting the four switching elements 11 and 12 and 13 and 14 in a single-phase bridge to generate high frequency power. To be converted. The high frequency power from the inverter unit 3 is transformed by the high frequency transformer 4 and input to the cycloconverter unit 5. Bidirectional switching elements 21 and 22, 23 and 2
The cycloconverter unit 5, which is composed of 4, 25, and 26 connected in a three-phase bridge, converts the high-frequency power input via the high-frequency transformer 4 into commercial-frequency power, and commercializes it via the AC filter 6 including a reactor and a capacitor. Output AC power of frequency.

【0003】上述した高周波リンクDC/ACコンバー
タのスイッチング制御は、次に述べる方法を基本として
いる。即ち、インバータ部3およびサイクロコンバータ
部5を構成するそれぞれのスイッチング素子の動作シー
ケンスは、瞬時空間ベクトルを用いて生成されるゲート
信号によってきまり、出力電圧と出力電流との位相関係
から18の動作モードに分割され、図4に示す通りであ
る。上述した動作モードのうち、動作モード1と2の場
合における動作シーケンスは図3に示す通りであり、こ
の動作モードにおけるサイクロコンバータ部5における
出力相電圧はew >eu >0,ev <0である。出力す
べき相電圧の大小関係より、最大の相電圧ew および最
小の相電圧ev をのこぎり波キャリアと比較することに
よって決まるゲート信号に基づいて、インバータ部3の
スイッチング・シーケンスが与えられる。即ち、スイッ
チング素子11と12、およびスイッチング素子13と
14は、それぞれ異なったスイッチング・シーケンスに
より交互にオン・オフ制御される。また、それぞれの相
に相当するサイクロコンバータ部5のアームV相とW相
は前記のこぎり波キャリアと同期してスイッチングを行
い、残りのアームU相はのこぎり波キャリアと比較され
た結果のままにスイッチングを行う。サイクロコンバー
タ部5の両方向スイッチング素子21,23,25にお
ける上段のスイッチング素子Su ,Sv ,Sw のスイッ
チング・シーケンスは図3に示す通りである。なお、こ
のときにおけるコンバータ部3とサイクロコンバータ部
5の動作状態は8通りに分けられ、各状態における等価
回路図は図5と図6に示す通りである。
The switching control of the high frequency link DC / AC converter described above is based on the method described below. That is, the operation sequence of each switching element forming the inverter unit 3 and the cycloconverter unit 5 is determined by the gate signal generated by using the instantaneous space vector, and 18 operation modes are selected from the phase relationship between the output voltage and the output current. As shown in FIG. In the operation mode described above, the operation sequence in the case of the operation modes 1 and 2 is as shown in FIG. 3, the output phase voltage of the cycloconverter unit 5 in this mode of operation e w> e u> 0, e v < It is 0. Due to the magnitude relationship of the phase voltages to be output, the switching sequence of the inverter unit 3 is given based on the gate signal determined by comparing the maximum phase voltage ew and the minimum phase voltage ev with the sawtooth carrier. That is, the switching elements 11 and 12 and the switching elements 13 and 14 are alternately on / off controlled by different switching sequences. Further, the arms V phase and W phase of the cycloconverter unit 5 corresponding to the respective phases perform switching in synchronization with the sawtooth carrier, and the remaining arms U phase perform switching as the result compared with the sawtooth carrier. I do. The switching sequence of the upper switching elements S u , S v , S w in the bidirectional switching elements 21, 23, 25 of the cycloconverter unit 5 is as shown in FIG. The operation states of the converter unit 3 and the cycloconverter unit 5 at this time are divided into eight ways, and the equivalent circuit diagrams in each state are as shown in FIGS. 5 and 6.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】サイクロコンバータ部
5を構成する各相アームの両方向スイッチング素子は電
源転流方式によってスイッチングを行っているが、動作
モード1と2において高周波トランスに電圧が発生して
いる期間にスイッチングの切り換えを行っているのはU
相だけであり、V相とW相はゼロ電圧スイッチング(Z
VS)を行っており、図3に示す通りである。従って、
図3に示すスイッチング・シーケンスによってU相のス
イッチングを行うと、U相電圧eu は電源転流による転
流重なり期間Tscだけ遅れて切り換わる波形となり、図
2に示すようになる。この結果、出力電圧は図7(a)
に示すように、ゼロクロス付近の波形が歪んでしまう欠
点があった。
Although the bidirectional switching elements of each phase arm constituting the cycloconverter section 5 perform switching by the power commutation method, in the operation modes 1 and 2, a voltage is generated in the high frequency transformer. U is switching during the period
Phase, and V phase and W phase are zero voltage switching (Z
VS), as shown in FIG. Therefore,
Doing switching of the U-phase by a switching sequence shown in Figure 3, it becomes a U-phase voltage e u is cut switched waveform with a delay time T sc overlap commutation by the power supply commutation, as shown in FIG. As a result, the output voltage is shown in FIG.
As shown in, there is a drawback that the waveform near the zero cross is distorted.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した従
来技術によるスイッチング制御方法の欠点を解消するた
めになされたものであって、サイクロコンバータ部5を
構成する両方向スイッチング素子のうちで、電源転流に
よる転流重なり期間Tscだけ遅れてスイッチングの切り
換わりを行う両方向スイッチング素子Su (21)をTsc
け早くスイッチングするように制御する。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned drawbacks of the switching control method according to the prior art, and among the bidirectional switching elements constituting the cycloconverter section 5, the power source is used. The bidirectional switching element S u (21), which performs switching switching after a commutation overlap period T sc due to commutation, is controlled to switch T sc earlier.

【0006】[0006]

【作用】電源転流によってスイッチング動作を行うサイ
クロコンバータ部の両方向スイッチング素子Su (21)の
オン・オフ制御の切り換えを、電源転流による転流重な
り期間Tscだけ早めるようにすると、図1に示すように
なる。この結果、出力電圧波形は図7(b)に示すよう
に低次高調波が低減された波形となる。
When the switching of the on / off control of the bidirectional switching element Su (21) of the cycloconverter unit which performs the switching operation by the power supply commutation is advanced by the commutation overlap period T sc due to the power supply commutation, FIG. As shown in. As a result, the output voltage waveform becomes a waveform in which low-order harmonics are reduced as shown in FIG. 7 (b).

【0007】[0007]

【実施例】以下、この発明による高周波リンクDC/A
Cコンバータの転流重なり期間の補正法の実施例を図面
を参照しながら説明する。図8はサイクロコンバータに
よる高周波リンクDC/ACコンバータの回路構成を示
すブロック図であり、インバータ部3,高周波トランス
4,サイクロコンバータ部5,交流フィルタ6によって
構成されており、従来技術のものと同一であるので説明
は省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS High frequency link DC / A according to the present invention
An embodiment of a method of correcting the commutation overlap period of the C converter will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a block diagram showing a circuit configuration of a high frequency link DC / AC converter using a cycloconverter, which is composed of an inverter unit 3, a high frequency transformer 4, a cycloconverter unit 5, and an AC filter 6, and is the same as that of the conventional technique. Therefore, the description is omitted.

【0008】インバータ部3を構成するスイッチング素
子11,12,13,14のスイッチング・シーケンス
およびサイクロコンバータ部5を構成する両方向スイッ
チング素子のうちの上段のスイッチング素子Su (21),
v (23),Sw (25)のスイッチング・シーケンスは図3
に示す通りであり、また、コンバータ部3と、サイクロ
コンバータ部5の動作状態における等価回路図は図5と
図6に示す通りであって、従来技術におけるものと同一
である。
The switching sequence of the switching elements 11, 12, 13, and 14 which form the inverter section 3 and the upper switching element S u (21) of the bidirectional switching elements which form the cycloconverter section 5,
The switching sequence of S v (23) and S w (25) is shown in Fig. 3.
Further, the equivalent circuit diagrams in the operating state of the converter unit 3 and the cycloconverter unit 5 are as shown in FIGS. 5 and 6, and are the same as those in the prior art.

【0009】図5(b)に示す動作状態2において、イ
ンバータ部3には直流電源1,スイッチング素子11,
14を含む閉ループが形成されるので、高周波トランス
4の2次回路には出力電圧eT が生成され、動作状態3
の期間継続される。また、図6(b)に示す動作状態6
において、インバータ部3には直流電源1,スイッチン
グ素子12,13を含む閉ループが形成され、かつ、高
周波トランス4の1次側を流れる電流方向は反対となる
ので、高周波トランス4の2次回路における出力電圧は
−eT となり、動作状態7の期間継続される。上述した
スイッチング・シーケンスにより、高周波トランス4の
出力電圧は図3に示すように変化する。
In the operating state 2 shown in FIG. 5B, the inverter unit 3 has a DC power supply 1, a switching element 11,
Since a closed loop including 14 is formed, the output voltage e T is generated in the secondary circuit of the high-frequency transformer 4, and the operating state 3
Will continue for a period of. In addition, the operation state 6 shown in FIG.
In the inverter section 3, a closed loop including the DC power supply 1 and the switching elements 12 and 13 is formed, and the direction of the current flowing through the primary side of the high frequency transformer 4 is opposite. Therefore, in the secondary circuit of the high frequency transformer 4, The output voltage becomes −e T , which continues during the operating state 7. The switching sequence described above causes the output voltage of the high frequency transformer 4 to change as shown in FIG.

【0010】サイクロコンバータ部5を構成する両方向
スイッチング素子のうち、それぞれのアームにおける上
段のスイッチング素子Su (21),Sv (23),Sw (25)の
スイッチング・シーケンスは図3に示す通りであり、V
相とW相のスイッチング素子Sv (23)とSw (25)は高周
波トランス4の出力電圧eT が0のときにスイッチング
を行っている。しかし乍ら、U相のスイッチング素子S
u (21)は前記出力電圧eT が発生している期間において
スイッチングを行うことになるので、サイクロコンバー
タ部5の出力電圧のうちでeu は図2に示すように、電
源転流による転流重なり期間Tscだけ遅れて切り換わ
る。この結果、サイクロコンバータ部5の出力電圧波形
は図7(a)に示すように、ゼロクロス付近の波形が歪
み、低次高調波成分を含むものとなる。上述したサイク
ロコンバータ部5の出力電圧波形の歪みを改善させるた
めには、前記スイッチング素子Su (21)のスイッチング
動作を転流重なり期間Tscだけ早めてやるとよい。この
結果、サイクロコンバータ部5の出力電圧euの電圧波
形は図1に示すようになるので、出力期間電圧は図7
(b)に示すように改善され、ゼロクロス付近の波形歪
みは減少し、従って、低次高調波成分も軽減される。
Of the bidirectional switching elements constituting the cycloconverter unit 5, the switching sequence of the upper switching elements S u (21), S v (23) and S w (25) in each arm is shown in FIG. The street, V
The phase-and W-phase switching elements S v (23) and S w (25) perform switching when the output voltage e T of the high frequency transformer 4 is zero. However, the U-phase switching element S
Since u (21) performs switching during the period in which the output voltage e T is generated, e u of the output voltage of the cycloconverter unit 5 is converted by power commutation as shown in FIG. Switching is performed with a delay of the flow overlap period T sc . As a result, as shown in FIG. 7A, the output voltage waveform of the cycloconverter unit 5 is distorted in the waveform near the zero cross and contains a low-order harmonic component. In order to improve the distortion of the output voltage waveform of the cycloconverter unit 5 described above, the switching operation of the switching element Su (21) may be advanced by the commutation overlap period T sc . As a result, the voltage waveform of the output voltage e u of cycloconverter unit 5 is shown in FIG. 1, the output period voltage 7
It is improved as shown in (b), and the waveform distortion near the zero crossing is reduced, so that the lower harmonic components are also reduced.

【0011】上述したインバータ部3およびサイクロコ
ンバータ部5を構成するスイッチング素子のスイッチン
グ・シーケンスは、容易に実現できる公知の技術である
ので、説明は省略する。
The above-described switching sequence of the switching elements forming the inverter section 3 and the cycloconverter section 5 is a well-known technique that can be easily realized, and a description thereof will be omitted.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上説明したように、この発明による高
周波リンクDC/ACコンバータの転流重なり期間の補
正法は、高周波トランスの出力回路に電圧が発生してい
る期間に電源転流によるスイッチングの切り換えを行う
サイクロコンバータ部を構成する両方向スイッチング素
子を、電源転流による転流重なり期間だけ早めてスイッ
チングするように制御する。このスイッチングの補正に
よって、サイクロコンバータ部からの出力電圧波形は改
善されてゼロクロス付近の波形歪みは減少し、低次高調
波成分も軽減される。
As described above, the method for correcting the commutation overlap period of the high-frequency link DC / AC converter according to the present invention is capable of switching due to power commutation during the period when voltage is generated in the output circuit of the high-frequency transformer. The bidirectional switching element that constitutes the cycloconverter unit that performs switching is controlled so as to switch earlier by the commutation overlap period due to the power commutation. By this switching correction, the output voltage waveform from the cycloconverter unit is improved, the waveform distortion near the zero cross is reduced, and the low-order harmonic components are also reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に基づくサイクロコンバータ部の出力
電圧波形図。
FIG. 1 is an output voltage waveform diagram of a cycloconverter unit according to the present invention.

【図2】従来のインバータ部とサイクロコンバータ部の
スイッチング・シーケンスとサイクロコンバータ部の出
力電圧波形図。
FIG. 2 is a switching sequence diagram of a conventional inverter unit and a cycloconverter unit and an output voltage waveform diagram of the cycloconverter unit.

【図3】従来のインバータ部とサイクロコンバータ部の
スイッチング・シーケンス。
FIG. 3 is a switching sequence of a conventional inverter unit and cycloconverter unit.

【図4】サイクロコンバータ部の動作モード。FIG. 4 is an operation mode of the cycloconverter unit.

【図5】等価回路図。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram.

【図6】等価回路図。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram.

【図7】サイクロコンバータ部の出力電圧波形図。FIG. 7 is an output voltage waveform diagram of the cycloconverter unit.

【図8】高周波リンクDC/ACコンバータの回路構成
を示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing a circuit configuration of a high frequency link DC / AC converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 コンデンサ 3 インバータ部 4 高周波トランス 5 サイクロコンバータ部 6 交流フィルタ 11,12,13,14 スイッチング素子 21,22,23,24,25,26 両方向スイッチ
ング素子
1 DC power supply 2 Capacitor 3 Inverter section 4 High frequency transformer 5 Cycloconverter section 6 AC filter 11, 12, 13, 14 Switching element 21, 22, 23, 24, 25, 26 Bidirectional switching element

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電力を入力して高周波電力に変換す
る単相ブリッジ接続したスイッチング素子より成るイン
バータ部と、このインバータ部から入力した高周波電力
を変圧してサイクロコンバータ部へ出力する高周波トラ
ンスと、この高周波トランスを介して入力した高周波電
力を商用周波電力に変換する両方向スイッチング素子を
3相ブリッジ接続したサイクロコンバータ部と、このサ
イクロコンバータ部の出力回路に設けたリアクタとコン
デンサより成る交流フィルタとによって構成した高周波
リンクDC/ACコンバータにおいて、 前記高周波トランスの出力回路に電圧が発生している期
間に電源転流によるスイッチングの切り換えを行う前記
サイクロコンバータ部における両方向スイッチング素子
を、電源転流による転流重なり期間だけ早めてスイッチ
ングするようにしたことを特徴とする高周波リンクDC
/ACコンバータの転流重なり期間の補正法。
1. An inverter unit comprising switching elements connected in single-phase bridge for inputting DC power and converting it to high-frequency power, and a high-frequency transformer for transforming the high-frequency power input from this inverter unit and outputting it to a cycloconverter unit. A cycloconverter unit in which bidirectional switching elements for converting high-frequency power input via the high-frequency transformer into commercial-frequency power are connected in a three-phase bridge, and an AC filter including a reactor and a capacitor provided in an output circuit of the cycloconverter unit. In the high frequency link DC / AC converter configured according to the above, the bidirectional switching element in the cycloconverter unit, which switches the switching by the power supply commutation during the period when the voltage is generated in the output circuit of the high frequency transformer, is converted by the power commutation. Overflow period RF link DC, characterized in that only early in was to switch
/ AC converter commutation overlap period correction method.
JP7113767A 1995-04-14 1995-04-14 Method of correcting overlapped period of commutation of high frequency link dc/ac converter Pending JPH08289564A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003090337A1 (en) * 2002-04-15 2003-10-30 The University Of Nottingham Power converter
JP2016067123A (en) * 2014-09-25 2016-04-28 株式会社豊田中央研究所 Power converter

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