JPH0828977B2 - 多重形パルス幅変調インバ−タ - Google Patents
多重形パルス幅変調インバ−タInfo
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- JPH0828977B2 JPH0828977B2 JP60172613A JP17261385A JPH0828977B2 JP H0828977 B2 JPH0828977 B2 JP H0828977B2 JP 60172613 A JP60172613 A JP 60172613A JP 17261385 A JP17261385 A JP 17261385A JP H0828977 B2 JPH0828977 B2 JP H0828977B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、パルス幅変調インバータで例えば誘導電
動機に電力を供給する場合、インバータから発生する出
力高圧高調波ひいてはその出力高圧高調波に起因するト
ルクリツプルを低減する多重形パルス幅変調インバータ
（以下多重形PWMインバータと称する）の構成に関する
ものである。
動機に電力を供給する場合、インバータから発生する出
力高圧高調波ひいてはその出力高圧高調波に起因するト
ルクリツプルを低減する多重形パルス幅変調インバータ
（以下多重形PWMインバータと称する）の構成に関する
ものである。
第５図は例えば、論文「PWMインバータの出力波形と
ゲート制御信号の関係」（電気学会論文誌95巻２号昭和
50年78〜80頁）の原理に従つた出力高調波を低減する多
重形PWMインバータの構成例である。図において（１）
は直流電源（111）（112）は第１および第２のトランジ
スタインバータ、（121）（122）は第１および第２のト
ランジスタインバータ（111）（112）にそれぞれ接続さ
れ２次側でインバータ出力を合成する第１および第２の
出力変圧器、（130）は第１および第２のトランジスタ
インバータ（111）（112）のトランジスタの点弧信号を
それぞれ制御する制御装置である。（２）は電動機であ
る。
ゲート制御信号の関係」（電気学会論文誌95巻２号昭和
50年78〜80頁）の原理に従つた出力高調波を低減する多
重形PWMインバータの構成例である。図において（１）
は直流電源（111）（112）は第１および第２のトランジ
スタインバータ、（121）（122）は第１および第２のト
ランジスタインバータ（111）（112）にそれぞれ接続さ
れ２次側でインバータ出力を合成する第１および第２の
出力変圧器、（130）は第１および第２のトランジスタ
インバータ（111）（112）のトランジスタの点弧信号を
それぞれ制御する制御装置である。（２）は電動機であ
る。
第６図は第５図の制御装置（130）の動作を示すブロ
ツク図で、（124）は基準正弦波発生回路、（131）（13
2）は第１および第２のトランジスタインバータの基準
三角波発生回路、（141）（142）は基準正弦波と基準三
角波とを比較する比較回路、（151）（152）はそれぞれ
のベースアンプである。
ツク図で、（124）は基準正弦波発生回路、（131）（13
2）は第１および第２のトランジスタインバータの基準
三角波発生回路、（141）（142）は基準正弦波と基準三
角波とを比較する比較回路、（151）（152）はそれぞれ
のベースアンプである。
次に動作について説明する。直流電源（１）より供給
される直流電圧は第１および第２のトランジスタインバ
ータ（111）（112）によつて交流に変換され、それぞれ
に接続された出力変圧器（121）（122）で結合され電動
機（２）に供給され、負荷機械（図示せず）を駆動す
る。この時、第１のトランジスタインバータ（111）と
第２のトランジスタインバータ（112）は、基準正弦波
周波数をｆ、基準三角波周波数をＮ×ｆとした場合、基
準正弦波は同一位相で基準三角波は位相をπ/Nずらせた
信号を用いて点弧信号が生成される。この制御回路（13
0）の構成ブロツク図と、Ｎ＝15（Ｍ＝5,N＝３×Ｍ＝1
5）の場合の基準波形を第７図に示す。
される直流電圧は第１および第２のトランジスタインバ
ータ（111）（112）によつて交流に変換され、それぞれ
に接続された出力変圧器（121）（122）で結合され電動
機（２）に供給され、負荷機械（図示せず）を駆動す
る。この時、第１のトランジスタインバータ（111）と
第２のトランジスタインバータ（112）は、基準正弦波
周波数をｆ、基準三角波周波数をＮ×ｆとした場合、基
準正弦波は同一位相で基準三角波は位相をπ/Nずらせた
信号を用いて点弧信号が生成される。この制御回路（13
0）の構成ブロツク図と、Ｎ＝15（Ｍ＝5,N＝３×Ｍ＝1
5）の場合の基準波形を第７図に示す。
第１のトランジスタインバータ（111）および第２の
トランジスタインバータ（112）からは、（2k−１）Ｎ
±2,2kN±１次（ここでｋ＝1,2,3,……）の出力電圧高
調波が発生するが、上記の制御方法を採用することによ
り、（2k−１）Ｎ±２次の高調波は出力変圧器（121）
（122）のそれぞれの２次側が結合されているので相殺
され、2kN±１次高調波のみ残り、出力高調波の低減に
有効である。
トランジスタインバータ（112）からは、（2k−１）Ｎ
±2,2kN±１次（ここでｋ＝1,2,3,……）の出力電圧高
調波が発生するが、上記の制御方法を採用することによ
り、（2k−１）Ｎ±２次の高調波は出力変圧器（121）
（122）のそれぞれの２次側が結合されているので相殺
され、2kN±１次高調波のみ残り、出力高調波の低減に
有効である。
なお、PWMインバータの発生する出力高調波は（2k−
１）Ｎ±2,2kN±１次のみではなく、（2k−１）N2kNを
中心に多くの側波成分を含んでいるが、（2k−１）Ｎ±
2,2kN±１次が大部分を占めるため説明から除いた。
１）Ｎ±2,2kN±１次のみではなく、（2k−１）N2kNを
中心に多くの側波成分を含んでいるが、（2k−１）Ｎ±
2,2kN±１次が大部分を占めるため説明から除いた。
従来の多重形インバータは以上のように構成されてい
るので、高調波低減に効果があるが、一般的について、
正弦波型PWMインバータでは直流電圧に対して出力可能
電圧の比が小さいため、電圧利用率を高めるため過変調
を行ない高い出力電圧を得ている。この時、波形の縮退
により（2k−１）Ｎ±2,2k±１次の外に低次高調波５
次、７次……が発生するため、トルクリツプルが増大す
る等の問題があつた。
るので、高調波低減に効果があるが、一般的について、
正弦波型PWMインバータでは直流電圧に対して出力可能
電圧の比が小さいため、電圧利用率を高めるため過変調
を行ない高い出力電圧を得ている。この時、波形の縮退
により（2k−１）Ｎ±2,2k±１次の外に低次高調波５
次、７次……が発生するため、トルクリツプルが増大す
る等の問題があつた。
特に負荷機械が既設のブロアである場合には、制御範
囲の全域にわたつて低トルクリツプルを要求される場合
が多く多重形PWMインバータの適用が困難であつた。
囲の全域にわたつて低トルクリツプルを要求される場合
が多く多重形PWMインバータの適用が困難であつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、制御範囲の全域にわたつて駆動する電動機
に発生するトルクリツプルの小さい多重形PWMインバー
タ装置を得ることを目的とする。
れたもので、制御範囲の全域にわたつて駆動する電動機
に発生するトルクリツプルの小さい多重形PWMインバー
タ装置を得ることを目的とする。
この発明にかかる多重形PWMインバータは第１のイン
バータないし第４のインバータおよび各々のインバータ
に接続された出力変圧器と、上記各々のインバータの制
御素子を制御する制御装置とで構成されている。
バータないし第４のインバータおよび各々のインバータ
に接続された出力変圧器と、上記各々のインバータの制
御素子を制御する制御装置とで構成されている。
この発明における制御装置は、基準正弦波と基準三角
波とを比較して第１ないし第４のインバータにそれぞれ
点弧信号を生成し、この時、第１のインバータの基準正
弦波の周波数に対して３×Ｍ（Ｍ＝3,5,7……）倍の周
波数を第１のインバータの基準三角波とし、第１のイン
バータの基準正弦波および基準三角波に対して第２のイ
ンバータの基準正弦波および基準三角波を基準正弦波波
長の1/12の波長だけ遅らせ、第３のインバータの基準正
弦波は第１のインバータの基準正弦波と同相でかつ第３
のインバータの基準三角波は第１のインバータの基準三
角波に対して基準三角波の1/2波長だけ遅らせ第４のイ
ンバータの基準正弦波は第２のインバータの基準正弦波
と同相でかつ第４のインバータの基準三角波は第２のイ
ンバータの基準三角波に対して基準三角波の1/2波長だ
け遅らせるよう点弧信号を制御する。
波とを比較して第１ないし第４のインバータにそれぞれ
点弧信号を生成し、この時、第１のインバータの基準正
弦波の周波数に対して３×Ｍ（Ｍ＝3,5,7……）倍の周
波数を第１のインバータの基準三角波とし、第１のイン
バータの基準正弦波および基準三角波に対して第２のイ
ンバータの基準正弦波および基準三角波を基準正弦波波
長の1/12の波長だけ遅らせ、第３のインバータの基準正
弦波は第１のインバータの基準正弦波と同相でかつ第３
のインバータの基準三角波は第１のインバータの基準三
角波に対して基準三角波の1/2波長だけ遅らせ第４のイ
ンバータの基準正弦波は第２のインバータの基準正弦波
と同相でかつ第４のインバータの基準三角波は第２のイ
ンバータの基準三角波に対して基準三角波の1/2波長だ
け遅らせるよう点弧信号を制御する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において（１）は直流電源、（11）は第１のインバ
ータ、（12）は第２のインバータ、（13）は第３のイン
バータ、（14）は第４のインバータで第１のインバータ
（11）は第１の出力変圧器（21）に第２のインバータ
（12）は第２の出力変圧器（22）へとそれぞれ各インバ
ータは各出力変圧器に接続されている。第２の出力変圧
器（22）と第４の出力変圧器（24）は２次側に千鳥巻線
が施され、それぞれの出力変圧器の２次側は結合され電
動機に結線される。（30）はインバータの制御装置で、
第２図に示されるように各インバータにそれぞれ基準正
弦波発生回路（31）（33）（35）（37）と基準三角波発
生回路（32）（34）（36）（38）からの信号を比較器
（41）（42）（43）（44）で比較し、ベースアンプ（5
1）（52）（53）（54）を通して供給する。第３図は第
１のインバータ（11）の動作を説明するための図で第１
のインバータの基準正弦波発生回路（31）はｕ相（31
1）Ｖ相（312）Ｗ相（313）の各基準正弦波を発生す
る。比較器（41）はＵ相用比較器（411）、Ｖ相用比較
器（412）、Ｗ相用比較器（413）とで構成され、Ｕ相用
比較器（411）で第１のインバータ（11）のＵ相の点弧
信号を生成しベースアンプ（511）またはNOTゲート（71
1）およびベースアンプ（611）で増巾され第１のインバ
ータのトランジスタ素子のゲートに点弧信号を送る。第
２〜第４のインバータも同様の構成である。第４図はこ
の発明の動作を説明するための第２図の各部（31）〜
（38）における出力波形図である。
１図において（１）は直流電源、（11）は第１のインバ
ータ、（12）は第２のインバータ、（13）は第３のイン
バータ、（14）は第４のインバータで第１のインバータ
（11）は第１の出力変圧器（21）に第２のインバータ
（12）は第２の出力変圧器（22）へとそれぞれ各インバ
ータは各出力変圧器に接続されている。第２の出力変圧
器（22）と第４の出力変圧器（24）は２次側に千鳥巻線
が施され、それぞれの出力変圧器の２次側は結合され電
動機に結線される。（30）はインバータの制御装置で、
第２図に示されるように各インバータにそれぞれ基準正
弦波発生回路（31）（33）（35）（37）と基準三角波発
生回路（32）（34）（36）（38）からの信号を比較器
（41）（42）（43）（44）で比較し、ベースアンプ（5
1）（52）（53）（54）を通して供給する。第３図は第
１のインバータ（11）の動作を説明するための図で第１
のインバータの基準正弦波発生回路（31）はｕ相（31
1）Ｖ相（312）Ｗ相（313）の各基準正弦波を発生す
る。比較器（41）はＵ相用比較器（411）、Ｖ相用比較
器（412）、Ｗ相用比較器（413）とで構成され、Ｕ相用
比較器（411）で第１のインバータ（11）のＵ相の点弧
信号を生成しベースアンプ（511）またはNOTゲート（71
1）およびベースアンプ（611）で増巾され第１のインバ
ータのトランジスタ素子のゲートに点弧信号を送る。第
２〜第４のインバータも同様の構成である。第４図はこ
の発明の動作を説明するための第２図の各部（31）〜
（38）における出力波形図である。
次にＮ＝15（Ｍ＝５）の場合の動作について説明す
る。第１図における第１〜第４のインバータ（11）〜
（14）から発生する。13,17,29,31,43,47,59,51次高調
波のうち、第１のインバータ（11）に対して第２のイン
バータ（12）および第３のインバータは（13）に対して
第４のインバータ（14）の基準正弦波および基準三角波
をそれぞれ1/12基準正弦波波長だけ通らせ出力変圧器
（22），（24）を千鳥巻結線とすることで、17,29,31,4
8〔一般的に6k±１次（ｋ＝1,3,5…）〕次高調波は相殺
される。
る。第１図における第１〜第４のインバータ（11）〜
（14）から発生する。13,17,29,31,43,47,59,51次高調
波のうち、第１のインバータ（11）に対して第２のイン
バータ（12）および第３のインバータは（13）に対して
第４のインバータ（14）の基準正弦波および基準三角波
をそれぞれ1/12基準正弦波波長だけ通らせ出力変圧器
（22），（24）を千鳥巻結線とすることで、17,29,31,4
8〔一般的に6k±１次（ｋ＝1,3,5…）〕次高調波は相殺
される。
更に第１のインバータ（11）および第２のインバータ
（12）の基準三角波に対して第３のインバータ（13）お
よび第４のインバータ（14）の基準三角波を1/2基準三
角波波長だけ遅らせることにより13,17,43,47次高調波
…一般に3Ml±２次（ｌ＝1,3,5…）高調波……が除去さ
れる。
（12）の基準三角波に対して第３のインバータ（13）お
よび第４のインバータ（14）の基準三角波を1/2基準三
角波波長だけ遅らせることにより13,17,43,47次高調波
…一般に3Ml±２次（ｌ＝1,3,5…）高調波……が除去さ
れる。
以上の結果最終的に59,61次が残る。この次数は十分
に高次であり電動機（２）に対する影響は少ない。
に高次であり電動機（２）に対する影響は少ない。
なお、出力変圧器（22）（24）の２次巻線は |A|:|B|＝1:1/3 である。
なお、上記実施例では直流電源から交流出力を得る場
合を説明したが、交流電源と整流器の組み合せでもよ
く、またインバータを構成する素子もトランジスタ素子
に限るものではない。
合を説明したが、交流電源と整流器の組み合せでもよ
く、またインバータを構成する素子もトランジスタ素子
に限るものではない。
以上のようにこの発明によれば基準三角波周波数を基
準正弦波周波数の3M倍（Ｍ＝3,5,7…）とし、第１のイ
ンバータの基準正弦波と基準三角波に対して第２〜第４
のインバータの基準正弦波および基準三角波の位相をそ
れぞれ所定の位相角だけ遅らせる制御装置を設けたの
で、第59次以下の周波数範囲にわたつてトルクリツプル
を小さな制限できる。
準正弦波周波数の3M倍（Ｍ＝3,5,7…）とし、第１のイ
ンバータの基準正弦波と基準三角波に対して第２〜第４
のインバータの基準正弦波および基準三角波の位相をそ
れぞれ所定の位相角だけ遅らせる制御装置を設けたの
で、第59次以下の周波数範囲にわたつてトルクリツプル
を小さな制限できる。
第１図はこの発明の一実施例による多重形PWMインバー
タの構成図、第２図は第１図の制御装置の動作を説明す
るブロツク図、第３図は第１図、第２図における第１の
インバータの制御装置の動作を説明する詳細ブロツク
図、第４図は第２図の各基準正弦波発生回路および各基
準三角波発生回路におけるＵ相の基準正弦波と基準三角
波である。第５図は従来の多重インバータの構成図、第
６図は第５図の制御装置の動作を説明するブロツク図、
第７図は第６図の基準正弦波および基準三角波発生回路
におけるＵ相の基準正弦波と基準三角波である。 図において、（11）〜（14）は第１〜第４のインバー
タ、（21）〜（24）は第１〜第４の出力変圧器、（30）
は制御装置、（31）（33）（35）（37）は基準正弦波発
生回路、（32）（34）（36）は基準三角波発生回路であ
る。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
タの構成図、第２図は第１図の制御装置の動作を説明す
るブロツク図、第３図は第１図、第２図における第１の
インバータの制御装置の動作を説明する詳細ブロツク
図、第４図は第２図の各基準正弦波発生回路および各基
準三角波発生回路におけるＵ相の基準正弦波と基準三角
波である。第５図は従来の多重インバータの構成図、第
６図は第５図の制御装置の動作を説明するブロツク図、
第７図は第６図の基準正弦波および基準三角波発生回路
におけるＵ相の基準正弦波と基準三角波である。 図において、（11）〜（14）は第１〜第４のインバー
タ、（21）〜（24）は第１〜第４の出力変圧器、（30）
は制御装置、（31）（33）（35）（37）は基準正弦波発
生回路、（32）（34）（36）は基準三角波発生回路であ
る。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】基準正弦波と基準三角波とを比較すること
により点弧信号を生成する制御装置をそれぞれ有する第
１〜第４の４台のインバータと、前記各インバータの出
力に接続され前記４台のインバータの出力を結合して１
つの出力とする出力変圧器とを有する多重形幅変調イン
バータにおいて、 前記制御装置の前記基準三角波の周波数は前記基準正弦
波の周波数の３×Ｍ倍（Ｍ＝３、５、７、……）であ
り、また、前記それぞれの制御装置の基準正弦波の位相
ならびに基準三角波の位相は、第１のインバータの前記
制御装置の基準正弦波の位相ならびに基準三角波の位相
に対して、 （ア）第２のインバータの基準正弦波の位相は1/12正弦
波波長遅れ、 （イ）第３のインバータの基準正弦波の位相は遅れな
し、 （ウ）第４のインバータの基準正弦波の位相は1/12正弦
波波長遅れ、 （エ）第２のインバータの基準三角波の位相は1/12正弦
波波長遅れ、 （オ）第３のインバータの基準三角波の位相は1/2三角
波波長遅れ、 （カ）第４のインバータの基準三角波の位相は1/12正弦
波波長と1/2三角波波長とを加えた遅れ、 としたことを特徴とする多重形パルス幅変調インバー
タ。 - 【請求項２】第２のインバータに接続されている出力変
圧器と第４のインバータに接続されている出力変圧器と
は千鳥巻結線が施されているものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の多重形パルス幅変調イン
バータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172613A JPH0828977B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 多重形パルス幅変調インバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172613A JPH0828977B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 多重形パルス幅変調インバ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6237070A JPS6237070A (ja) | 1987-02-18 |
| JPH0828977B2 true JPH0828977B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=15945120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60172613A Expired - Lifetime JPH0828977B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 多重形パルス幅変調インバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828977B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100718232B1 (ko) | 2005-05-16 | 2007-05-15 | 삼성전자주식회사 | 모터제어장치 및 모터제어시스템 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59204469A (ja) * | 1983-04-30 | 1984-11-19 | Shinano Denki Kk | インバ−タ装置 |
| JPS60109768A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-15 | Hitachi Ltd | Ｐｗｍインバ−タ制御装置 |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP60172613A patent/JPH0828977B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6237070A (ja) | 1987-02-18 |
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