JPH0888977A - Inverter device - Google Patents

Inverter device

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Publication number
JPH0888977A
JPH0888977A JP6244720A JP24472094A JPH0888977A JP H0888977 A JPH0888977 A JP H0888977A JP 6244720 A JP6244720 A JP 6244720A JP 24472094 A JP24472094 A JP 24472094A JP H0888977 A JPH0888977 A JP H0888977A
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JP
Japan
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voltage
phase
value
output
switching
Prior art date
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Pending
Application number
JP6244720A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Uesono
恵一 上園
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Electric Manufacturing Ltd
Original Assignee
Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Electric Manufacturing Ltd filed Critical Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Publication of JPH0888977A publication Critical patent/JPH0888977A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4833Capacitor voltage balancing

Abstract

PURPOSE: To provide a deepened inverter device which is arranged so as to suppress the voltage fluctuation at the neutral point without detecting the terminal voltage at the neutral point of a three-level inverter. CONSTITUTION: In a three-level inverter, the required output voltage command values (Vu*, Vv*, and Vw*) of each phase are operated in every very short sampling time (Ts), and the maximum value (Vmax) and the minimum value (Vmin) and the residual middle value (Vmid) are judged, and those are operated by each formula for finding voltage vector output time (T0, T1, and T2) from the voltage value (E) half DC voltage power and the very short sampling time (Ts). And, this is provided with each such means as to get a signal which puts the switching commands (Smax1, Smid1, Smin1, Smax2, Smid2, and Smin2) to OFF, OFF, OFF, ON, ON, ON in the period T0 out of the period of the next very short sampling time, and to ON, ON, OFF, ON, ON, OFF in the period T1.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は3レベルインバータに係
り、特にそのコンデンサの中性点電圧の変動を抑制する
ようにしたインバータ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-level inverter, and more particularly to an inverter device which suppresses fluctuation of the neutral point voltage of its capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】3レベルインバータの公知例として、特
公昭51− 47848号公報「インバータ装置」,特開平3−
293971号公報「3相3値レベルインバータ」などが知ら
れている。図3は3レベルインバータの構成を示すもの
で、1は直流電圧電源、2は直流リアクトル、3a,3
bはコンデンサ、4a〜4d,5a〜5d,6a〜6d
はスイッチング素子例のトランジスタ、7a〜7d,8
a〜8d,9a〜9d,10a,10b,11a,11b,12
a,12bはダイオードである。
2. Description of the Related Art As a known example of a three-level inverter, Japanese Patent Publication No. 51-47848, "Inverter device", JP-A-3-
For example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 293971 "three-phase three-level inverter" is known. FIG. 3 shows the configuration of a three-level inverter. 1 is a DC voltage power supply, 2 is a DC reactor, 3a, 3
b is a capacitor, 4a-4d, 5a-5d, 6a-6d
Are transistors of switching elements, 7a to 7d, 8
a-8d, 9a-9d, 10a, 10b, 11a, 11b, 12
a and 12b are diodes.

【0003】図3においては、2個の同一定格のコンデ
ンサ3a,3bは直列接続され、その端子P,Nが直流
リアクトル2を介して直流電圧電源1に接続され、両コ
ンデンサの接続点から中性点端子Oが導出されている。
トランジスタ4a〜4d,5a〜5d,6a〜6dはダ
イオード7a〜7d,8a〜8d,9a〜9dが逆並列
接続されて各相毎に端子Pと端子N間に接続され、ま
た、各トランジスタの接続点と中性点端子Oとの間に、
図示のようにダイオード10a,10b,11a,11b,12
a,12bが配されてなる。U,V,Wは、各相トランジ
スタの中間接続点から導出された各相の出力端子であ
る。
In FIG. 3, two capacitors 3a and 3b having the same rating are connected in series, and their terminals P and N are connected to a DC voltage power source 1 via a DC reactor 2, and the connection points of both capacitors are connected to the middle. The sex point terminal O is derived.
In the transistors 4a to 4d, 5a to 5d, 6a to 6d, the diodes 7a to 7d, 8a to 8d, 9a to 9d are connected in anti-parallel and are connected between the terminals P and N for each phase. Between the connection point and the neutral terminal O,
As shown, the diodes 10a, 10b, 11a, 11b, 12
a and 12b are arranged. U, V, and W are output terminals of each phase derived from the intermediate connection point of each phase transistor.

【0004】さらに、3レベルインバータの動作につい
て、U相を例にとり説明する。トランジスタ4a〜4b
のスイッチングのパターンとU相の電圧の関係を、表1
に示す。ただし、直流電圧電源1の出力電圧を2Eと
し、中性点電圧を基準に中性点電圧を0(V)とし、端
子Pの電圧をE(V),端子Nの電圧を−E(V)とす
る。このようにトランジスタのスイッチング状態によ
り、各相の出力電圧は、各端子P,N,Oに対応した3
種類の値となる。
Further, the operation of the three-level inverter will be described by taking the U phase as an example. Transistors 4a-4b
Table 1 shows the relationship between the switching pattern and the U-phase voltage.
Shown in However, the output voltage of the DC voltage power supply 1 is 2E, the neutral point voltage is 0 (V) with reference to the neutral point voltage, the terminal P voltage is E (V), and the terminal N voltage is -E (V). ). In this way, depending on the switching state of the transistor, the output voltage of each phase is 3 for each terminal P, N, O.
It is the value of the type.

【0005】[0005]

【表1】 [Table 1]

【0006】つぎに、トランジスタのオンオフを順次切
り換えて三相出力を得る制御を行うわけであるが、この
オンオフモードは、合計(3の3乗)の27種類の組み合
せがある。しかし、瞬時空間ベクトル(以下単に電圧ベ
クトルという)が相互に同一となるものがあり、この意
味で独立した電圧ベクトルは合計19種類となる。これ
は、表2の如く示される。すなわち、表2は、オンオフ
モードM1〜M27,電圧ベクトルV0〜V18および
出力端子U,V,Wの出力電圧Vu,Vv,Vwの関係
を表している。
Next, the on / off of the transistor is sequentially switched to perform control to obtain a three-phase output. In this on / off mode, there are 27 combinations of total (3 to the third power). However, some instantaneous space vectors (hereinafter simply referred to as voltage vectors) are the same, and in this sense there are a total of 19 independent voltage vectors. This is shown in Table 2. That is, Table 2 shows the relationship among the on / off modes M1 to M27, the voltage vectors V0 to V18, and the output voltages Vu, Vv, Vw of the output terminals U, V, W.

【0007】[0007]

【表2】 [Table 2]

【0008】この種の3レベルインバータの従来の制御
方式によるものは、中性点端子の電圧が負荷へ供給され
る電流に応じて変動してしまう。すると、出力電圧に誤
差を生じたり、スイッチング素子の過電圧による破壊の
危険性も高くなる。また、このような欠点を抑えるため
にはコンデンサ3a,3bの容量を大きくせざるを得な
いため、3レベルインバータの装置そのものが大きくな
ってしまうものとなっていた。
In the conventional control system of this type of three-level inverter, the voltage at the neutral terminal fluctuates according to the current supplied to the load. As a result, there is a high risk of causing an error in the output voltage and of destroying the switching element due to overvoltage. Further, in order to suppress such a defect, the capacities of the capacitors 3a and 3b have to be increased, so that the device itself of the three-level inverter becomes large.

【0009】ここで、本出願人は、前述したような課題
を解消すべく、適切なオンオフモードの選択と切換のみ
により、微小サンプル時間内の各相の中性点電圧出力時
間を同一とし、3レベルインバータの中性点端子の電圧
を検出することなく、中性点電圧の変動を抑制するよう
にしたところの、特願平5−341925号「インバー
タ装置」(以下に先の出願と称する)を、提案してい
る。これを、図4および図5を参照して説明する。
Here, in order to solve the above-mentioned problems, the present applicant makes the neutral point voltage output time of each phase the same within a minute sample time only by selecting and switching an appropriate on / off mode, Japanese Patent Application No. 5-341925 "Inverter device" (hereinafter referred to as the previous application) in which the fluctuation of the neutral point voltage is suppressed without detecting the voltage at the neutral point terminal of the three-level inverter. ) Is proposed. This will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

【0010】図4は先の出願の制御動作を説明するため
示したもので、13は最大最小電圧指令演算器、14〜17,
23〜25は加算器、18〜20,26〜28はコンパレータ、21は
三角波キヤリアである。図4において、最大最小電圧指
令演算器13は、微小サンプル時間Ts毎に各相の必要な
出力電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*が入力され、各
相の出力電圧指圧指令値の内の最大値Vmax および最小
値Vmin を出力する。
FIG. 4 is shown for explaining the control operation of the previous application, 13 is a maximum and minimum voltage command calculator, 14 to 17,
23 to 25 are adders, 18 to 20 and 26 to 28 are comparators, and 21 is a triangular wave carrier. In FIG. 4, the maximum / minimum voltage command calculator 13 receives the required output voltage command values Vu *, Vv *, Vw * for each phase for each minute sample time Ts, and outputs the output voltage finger pressure command values for each phase. It outputs the maximum value Vmax and the minimum value Vmin.

【0011】加算器14は、(−E−Vmin =G1)を演
算し、出力G1を加算器15,16,17に与える。加算器15
は電圧指令値(Vu*+G1=Vu1*)を演算し、加
算器16は電圧指令値(Vv*+G1=Vv1*)を演算
し、加算器17は電圧指令値 (Vw*+G1=Vw1*)を演算し、それぞれコンパ
レータ18,19,20に出力する。三角波キヤリア21は、微
小サンプル時間Tsの間に、(−EからEまで)または
(Eから−Eまで)直線的に変化するキヤリア信号Ca
を、コンパレータ18〜20,コンパレータ26〜28へそれぞ
れ出力する。コンパレータ18は、(Vu1*>Ca)な
らば(Su1 =1)を出力し、(Vu1*≦Ca)なら
ば(Su1 =0)を出力する。同様にして、コンパレー
タ19はVv1*,Caを比較してSv1 を、コンパレー
タ20はVw1*,Caを比較してSw1 を出力する。
The adder 14 calculates (-E-Vmin = G1) and supplies the output G1 to the adders 15, 16 and 17. Adder 15
Calculates the voltage command value (Vu * + G1 = Vu1 *), the adder 16 calculates the voltage command value (Vv * + G1 = Vv1 *), and the adder 17 calculates the voltage command value (Vw * + G1 = Vw1 *). Are calculated and output to the comparators 18, 19 and 20, respectively. The triangular wave carrier 21 is a carrier signal Ca that changes linearly (from −E to E) or (from E to −E) during the minute sample time Ts.
Are output to the comparators 18 to 20 and the comparators 26 to 28, respectively. The comparator 18 outputs (Su1 = 1) if (Vu1 *> Ca) and outputs (Su1 = 0) if (Vu1 * ≤Ca). Similarly, the comparator 19 compares Vv1 * and Ca and outputs Sv1, and the comparator 20 compares Vw1 * and Ca and outputs Sw1.

【0012】加算器22は、(E−Vmax =G2)を演算
し、出力G2を加算器23,24,25に与える。加算器23は
電圧指令値(Vu*+G2=Vu2*)を演算し、加算
器24は電圧指令値(Vv*+G2=Vv2*)を演算
し、加算器25は電圧指令値(Vw*+G2=Vw2*)
を演算し、それぞれコンパレータ26,27,28に出力す
る。コンパレータ26は、(Vu2≧Ca)ならば(Su
2 =1)を出力し、(Vu2*<Ca)ならば(Su2
=0)を出力する。同様にして、コンパレータ27はVv
2*,Caを比較してSv2を、コンパレータ28はVw
2*,Caを比較してSw2 を出力する。
The adder 22 calculates (E-Vmax = G2) and supplies the output G2 to the adders 23, 24 and 25. The adder 23 calculates the voltage command value (Vu * + G2 = Vu2 *), the adder 24 calculates the voltage command value (Vv * + G2 = Vv2 *), and the adder 25 calculates the voltage command value (Vw * + G2 = Vw2 *)
Are calculated and output to the comparators 26, 27 and 28, respectively. If (Vu2 ≧ Ca), the comparator 26 outputs (Su
2 = 1) is output, and if (Vu2 << Ca), then (Su2
= 0) is output. Similarly, the comparator 27
2 * and Ca are compared to obtain Sv2, and the comparator 28 has Vw
2 * and Ca are compared and Sw2 is output.

【0013】このようにして得られるスイッチング指令
Su1 ,Sv1 ,Sw1 およびスイッチング指令Su2
,Sv2 ,Sw2 により、各相のトランジスタは、つ
ぎのように制御される。すなわち、U相について述べる
と、(Su1 =1)のときは図3においてトランジスタ
4aはONであり、トランジスタ4cはOFFとなる。
(Su1 =0)のときはトランジスタ4aはOFFであ
り、トランジスタ4cはONとなる。また、(Su2 =
1)のときはトランジスタ4bはONであり、トランジ
スタ4dはOFFとなる。(Su2 =0)のときはトラ
ンジスタ4bはOFFであり、トランジスタ4dはON
となる。V相およびW相も、U相と同様である。
The switching commands Su1, Sv1 and Sw1 thus obtained and the switching command Su2 are obtained.
, Sv2, Sw2, the transistors of each phase are controlled as follows. That is, regarding the U phase, when (Su1 = 1), the transistor 4a is ON and the transistor 4c is OFF in FIG.
When (Su1 = 0), the transistor 4a is OFF and the transistor 4c is ON. In addition, (Su2 =
In the case of 1), the transistor 4b is ON and the transistor 4d is OFF. When (Su2 = 0), the transistor 4b is OFF and the transistor 4d is ON.
Becomes The V phase and the W phase are similar to the U phase.

【0014】図5は、図4の動作原理をさらに説明する
ため示したものであり、(Vmax =Vu*),(Vmin
=Vv*)である場合において、前述した制御時のキヤ
リア信号および電圧指令値の時間軸に対する変化と、実
際のインバータの各相の出力電圧の時間軸に対する変化
とを、それぞれ示している。また、各相の中性点電圧の
0(V)の出力時間と、各相の端子Pの電圧のE(V)
の出力時間と、各相の端子Nの電圧−E(V)の出力時
間も示している。図5に示すように、インバータの各相
の出力電圧Vu,Vv,Vwは、出力電圧指令値Vu1
*,Vv1*,Vw1*がキヤリア信号Caより大きい
ときE(V)の電圧を出力し、出力電圧指令値Vu1
*,Vv1*,Vw1*がキヤリア信号Caより小さく
出力電圧指令値Vu2*,Vv2*,Vw2*より大き
いとき0(V)の電圧を出力し、電圧指令値Vu2*,
Vv2*,Vw2*がキヤリア信号Caより小さいとき
−E(V)の電圧を出力する。
FIG. 5 is shown to further explain the operating principle of FIG. 4, and (Vmax = Vu *), (Vmin
= Vv *), the change in the carrier signal and the voltage command value during control described above with respect to the time axis and the change in the actual output voltage of each phase of the inverter with respect to the time axis are respectively shown. Further, the output time of 0 (V) of the neutral point voltage of each phase and the E (V) of the voltage of the terminal P of each phase
And the output time of the voltage −E (V) of the terminal N of each phase. As shown in FIG. 5, the output voltage Vu, Vv, Vw of each phase of the inverter is the output voltage command value Vu1.
When *, Vv1 *, Vw1 * is larger than the carrier signal Ca, the voltage of E (V) is output and the output voltage command value Vu1 is output.
When *, Vv1 *, Vw1 * is smaller than the carrier signal Ca and larger than the output voltage command values Vu2 *, Vv2 *, Vw2 *, a voltage of 0 (V) is output and the voltage command value Vu2 *,
When Vv2 * and Vw2 * are smaller than the carrier signal Ca, a voltage of -E (V) is output.

【0015】かような出力電圧Vu,Vv,Vwの微小
時間Ts内の各相の中性点電圧の0(V)の出力時間T
0 u,T0 v,T0 wは式(1)で示される。また、各
相の端子Pの電圧E(V)の出力時間T1 u,T1 v,
T1 wは式(2)で示され、各相の端子Nの電圧−E
(V)の出力時間T2 u,T2 v,T2 wは式(3)で
示される。
The output time T of 0 (V) of the neutral point voltage of each phase within the minute time Ts of the output voltages Vu, Vv, Vw.
0 u, T0 v, and T0 w are represented by equation (1). In addition, the output time T1 u, T1 v, of the voltage E (V) at the terminal P of each phase,
T1 w is shown by the equation (2), and the voltage of the terminal N of each phase −E
The output times T2 u, T2 v, and T2 w of (V) are expressed by equation (3).

【0016】 T0 u=Ts・{1−(Vu*−Vv*)}/(2E) ・・・・(1) T0 v=Ts・{1−(Vu*−Vv*)}/(2E) T0 w=Ts・{1−(Vu*−Vv*)}/(2E)T0 u = Ts * {1- (Vu * -Vv *)} / (2E) ... (1) T0 v = Ts * {1- (Vu * -Vv *)} / (2E) T0 w = Ts.multidot. {1- (Vu * -Vv *)} / (2E)

【0017】 T1 u=Ts・(Vu*−Vv*)/(2E) ・・・・(2) T1 v=0 T1 w=Ts・(Vw*−Vv*)/(2E)T1 u = Ts · (Vu * −Vv *) / (2E) ··· (2) T1 v = 0 T1 w = Ts · (Vw * −Vv *) / (2E)

【0018】 T2 u=0 ・・・・(3) T2 v=Ts・(Vu*−Vv*)/(2E) T2 w=Ts・(Vu*−Vw*)/(2E)T2 u = 0 ... (3) T2 v = Ts. (Vu * -Vv *) / (2E) T2 w = Ts. (Vu * -Vw *) / (2E)

【0019】したがって、式(1)により微小時間Ts
内の各相の中性点電圧の出力時間T0 u,T0 v,T0
wは、同一となることが示されている。ここで、微小サ
ンプル時間Ts内の各相の平均出力電圧Vum,Vvm,V
wmは、つぎのように表される。
Therefore, the minute time Ts is calculated by the equation (1).
Output time T0 u, T0 v, T0 of the neutral point voltage of each phase in
It is shown that w is the same. Here, the average output voltage Vum, Vvm, V of each phase within the minute sampling time Ts
wm is expressed as follows.

【0020】 Vum=(E・T1 u−E・T2 u)/Ts =Vu*−{(Vu*+Vv*)/2} =Vu*−{(Vmax +Vmin )/2} ・・・・(4) Vvm=(E・T1 v−E・T2 v)/Ts =Vv*−{(Vu*+Vv*)/2} =Vv*−{(Vmax +Vmin )/2} Vwm=(E・T2 w−E・T2 w)/Ts =Vw*−{(Vu*+Vv*)/2} =Vw*−{(Vmax +Vmin )/2}Vum = (E · T1 u−E · T2 u) / Ts = Vu * − {(Vu * + Vv *) / 2} = Vu * − {(Vmax + Vmin) / 2} ... (4 ) Vvm = (E · T1 v−E · T2 v) / Ts = Vv * − {(Vu * + Vv *) / 2} = Vv * − {(Vmax + Vmin) / 2} Vwm = (E · T2 w−) E · T2 w) / Ts = Vw *-{(Vu * + Vv *) / 2} = Vw *-{(Vmax + Vmin) / 2}

【0021】このように、各相の微小サンプル時間Ts
内の平均出力電圧Vum,Vvm,Vwmは、各相の出力電圧
指令値Vu*,Vv*,Vw*からそれぞれVmax(=
Vu*)とVmin (=Vv*)の平均値を差し引いた値
であるから、3相3線式の負荷の線間電圧にはなんら影
響は与えず、指令値と等価な出力を得ることができる。
Thus, the minute sample time Ts of each phase is
The average output voltages Vum, Vvm, Vwm in each of the output voltage command values Vu *, Vv *, Vw * of each phase are Vmax (=
Since it is a value obtained by subtracting the average value of Vu *) and Vmin (= Vv *), the line voltage of the load of the three-phase three-wire system is not affected at all, and an output equivalent to the command value can be obtained. it can.

【0022】また、微小サンプル時間Ts内の各相の中
性点電圧の出力時間T0 u,T0 v,T0 wは同一であ
るため、微小サンプル時間Ts内の各相の電流Iu,I
v,Iwの変化分であるΔIu,ΔIv,ΔIwを無視
すると、微小サンプル時間Ts内に中性点端子に蓄積さ
れる電荷ΔQは、式(5)となる。ここで、(Iu+I
v+Iw=0)であるため、(ΔQ=0)となる。よっ
て、微小サンプル時間Ts内の中性点電圧の変化分ΔV
は、零となる。
Further, since the output times T0 u, T0 v and T0 w of the neutral point voltage of each phase within the micro sampling time Ts are the same, the currents Iu and I of each phase within the micro sampling time Ts are the same.
Ignoring ΔIu, ΔIv, and ΔIw, which are changes in v and Iw, the electric charge ΔQ accumulated at the neutral point terminal within the minute sample time Ts is given by equation (5). Where (Iu + I
Since v + Iw = 0), (ΔQ = 0). Therefore, the change ΔV of the neutral point voltage within the minute sampling time Ts
Becomes zero.

【0023】 ΔQ=(Iu+Iv+Iw)・T0 u ・・・・(5)ΔQ = (Iu + Iv + Iw) · T0 u (5)

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】さて、3レベルインバ
ータの中性点電圧の管理は、出力特性上からも,インバ
ータ自体の保護上からも、さらには特にコンデンサの容
量を低減しようとする上で避けられない課題となる。こ
こで、先の出願の制御方式によるものは、微小サンプル
時間Ts内の各相の電流の変化分ΔIu,ΔIv,ΔI
wが考慮されていない。しかして、実際はこの電流変化
分は微小なりとも存在する量があって、中性点電圧はこ
の微小電流の積分によって変動してしまう。すると、時
間経過とともに直流的な中性点電圧の変動を引き起こす
ことが危惧される。このようにして、中性点電圧が変動
すると、出力電圧に誤差を生じたり,スイッチング素子
の過電圧による破壊を招く原因になる。
The control of the neutral point voltage of the three-level inverter is required in view of the output characteristics, protection of the inverter itself, and especially in reducing the capacitance of the capacitor. It becomes an unavoidable task. Here, according to the control method of the previous application, the amount of change ΔIu, ΔIv, ΔI of the current of each phase within the minute sample time Ts is used.
w is not considered. In reality, however, there is a small amount of change in the current, and the neutral point voltage fluctuates due to the integration of the small current. Then, it is feared that the neutral point voltage like a direct current fluctuates with the passage of time. When the neutral point voltage fluctuates in this way, it causes an error in the output voltage or causes breakdown of the switching element due to overvoltage.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
点に鑑みなされたものであり、その解決手段は、つぎの
如くである。 (1) 直流電圧電源の両端電圧と該直流電圧電源に直
列接続された2個のコンデンサの接続点の中性点電圧と
を有する直流電源回路と、3組の単位インバータからな
るブリッジ形インバータ回路とを備えるとともに、単位
インバータにおける第1および第3のスイッチング素子
と第2および第4のスイッチング素子はそれぞれ共役的
に動作する3レベルインバータおいて、(2) 微小サ
ンプル時間毎に各相の必要な出力電圧指令値を演算する
手段と、(3) 各相の出力電圧指令値Vu*,Vv
*,Vw*の内の最大値Vmax ,最小値Vmin および残
りの中間値Vmid を判別する手段と、
The present invention has been made in view of the above points, and means for solving the problems are as follows. (1) A DC power supply circuit having a voltage across the DC voltage power supply and a neutral point voltage of a connection point of two capacitors connected in series to the DC voltage power supply, and a bridge type inverter circuit including three sets of unit inverters And a three-level inverter in which the first and third switching elements and the second and fourth switching elements in the unit inverter operate in a conjugate manner, respectively, (2) Necessary for each phase for every minute sampling time. Means for calculating various output voltage command values, and (3) output voltage command values Vu *, Vv for each phase
Means for discriminating the maximum value Vmax, the minimum value Vmin and the remaining intermediate value Vmid of *, Vw *,

【0026】(4) 最大値Vmax ,最小値Vmin およ
び中間値Vmid と直流電圧電源の半分の電圧値Eと微小
サンプル時間とから、電圧ベクトル出力時間T0 ,T1
,T2それぞれを、 T0 =Ts・{2E−(Vmax −Vmin )}/(2E) T1 =Ts・(Vmid −Vmin )/(2E) T2 =Ts・(Vmax −Vmid )/(2E) により演算する手段と、
(4) From the maximum value Vmax, the minimum value Vmin, the intermediate value Vmid, the half voltage value E of the DC voltage power source, and the minute sampling time, the voltage vector output times T0, T1
, T2 are calculated by the following equation: T0 = Ts. {2E- (Vmax-Vmin)} / (2E) T1 = Ts. (Vmid-Vmin) / (2E) T2 = Ts. (Vmax-Vmid) / (2E) Means to do

【0027】(5) 次回の微小サンプル時間の内、
{0〜(T0 /3)}の期間はスイッチング指令(Sma
x1,Smid1,Smin1,Smax2,Smid2,Smin2)は(O
FF,OFF,OFF,ON,ON,ON)の信号とな
り、〔(T0 /3)〜{(T0 /3)+T1 }〕の期間
は(ON,ON,OFF,ON,ON,OFF)の信号
となり、〔{(T0 /3)+T1 }〜{(T0 /3)+
T1 +(T0 /3)}〕の期間は(OFF,OFF,O
FF,ON,ON,ON)の信号となり、〔{(T0 /
3)+T1 +(T0 /3)}〜{(T0 /3)+T1 +
(T0 /3)+T2 }〕の期間は(ON,OFF,OF
F,ON,OFF,OFF)の信号となり、〔{(T0
/3)+T1 +(T0 /3)+T2 }〜Ts〕の期間は
(OFF,OFF,OFF,ON,ON,ON)の信号
となる手段と、
(5) Within the next minute sample time,
During the period of {0 to (T0 / 3)}, the switching command (Sma
x1, Smid1, Smin1, Smax2, Smid2, Smin2) is (O
FF, OFF, OFF, ON, ON, ON) signals, and (ON, ON, OFF, ON, ON, OFF) signals during the period of [(T0 / 3) to {(T0 / 3) + T1}] And [{(T0 / 3) + T1} to {(T0 / 3) +
T1 + (T0 / 3)}] is (OFF, OFF, O
FF, ON, ON, ON) signal, [{(T0 /
3) + T1 + (T0 / 3)} to {(T0 / 3) + T1 +
(T0 / 3) + T2}] period (ON, OFF, OF
It becomes a signal of F, ON, OFF, OFF), and [{(T0
/ 3) + T1 + (T0 / 3) + T2} to Ts] during the period of (OFF, OFF, OFF, ON, ON, ON).

【0028】(6) 出力電圧指令値Vu*が最大値V
max である場合はスイッチング指令値Su1 ,Su2 は
スイッチング指令Smax1,Smax2となり、中間値Vmid
中間値Vmid である場合はスイッチング指令Smid1,S
mid2となり、最小値Vmin である場合はスイッチング指
令Smin1,Smin2となり、V相のスイッチング指令値S
v1 ,Sv2 およびW相のスイッチング指令値Sw1 ,
Sw2 もスイッチング指令値Su1 ,Su2 と同様に得
られる手段と、(7) 各相のスイッチング指令値Su
1 ,Sv1 ,Sw1 は各相の第1のスイッチング素子の
スイッチング指令となり、スイッチング指令値Su2 ,
Sv2 ,Sw2 は各相の第3のスイッチング素子のスイ
ッチング指令となる手段と、を設けて成るものである。
(6) The output voltage command value Vu * is the maximum value V
When it is max, the switching command values Su1 and Su2 become switching commands Smax1 and Smax2, and the intermediate value Vmid
If the intermediate value is Vmid, the switching commands Smid1 and S
Mid2, when the minimum value is Vmin, the switching commands Smin1 and Smin2 become, and the V phase switching command value S
v1, Sv2 and W phase switching command value Sw1,
Sw2 also has means for obtaining the same as the switching command values Su1 and Su2, and (7) the switching command value Su of each phase.
1, Sv1 and Sw1 become the switching command of the first switching element of each phase, and the switching command values Su2,
Sv2 and Sw2 are provided with means for providing a switching command for the third switching element of each phase.

【0029】[0029]

【作用】いま、微小サンプル時間Ts毎に各相の必要な
出力電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を演算する手段
により、各相の出力電圧指令値が得られたとする。ま
た、その各相の出力電圧指令値の内の最大値Vmax ,最
小値Vmin および中間値Vmid を判別する手段により、
仮に、つぎのように判別されたとする。 Vmax =Vu*,Vmin =Vv*,Vmid =Vw* すると、最大値Vmax ,最小値Vmin および中間値Vmi
d と直流電圧電源の半分の電圧値Eと微小サンプル時間
Tsとから電圧ベクトル出力時間T0 ,T1 ,T2 を式
(6)より演算する手段により、式(7)と演算され
る。
Now, it is assumed that the output voltage command value for each phase is obtained by the means for calculating the required output voltage command values Vu *, Vv *, Vw * for each phase for each minute sampling time Ts. Further, the means for discriminating the maximum value Vmax, the minimum value Vmin and the intermediate value Vmid among the output voltage command values of the respective phases is
It is assumed that the following determination is made. When Vmax = Vu *, Vmin = Vv *, Vmid = Vw *, the maximum value Vmax, the minimum value Vmin and the intermediate value Vmi
The voltage vector output times T0, T1 and T2 are calculated from the equation (6) from the d, the half voltage value E of the DC voltage power source, and the minute sampling time Ts, by the equation (7).

【0030】 T0 =Ts・{2E−(Vmax −Vmin )}/(2E) ・・・・(6) T1 =Ts・(Vmid −Vmin )/(2E) T2 =Ts・(Vmax −Vmid )/(2E) T0 =Ts・{2E−(Vu*−Vv*)}/(2E) ・・・・(7) T1 =Ts・(Vw*−Vv*)/(2E) T2 =Ts・(Vu*−Vw*)/(2E)T0 = Ts.multidot. {2E- (Vmax-Vmin)} / (2E) ... (6) T1 = Ts. (Vmid-Vmin) / (2E) T2 = Ts. (Vmax-Vmid) / (2E) T0 = Ts * {2E- (Vu * -Vv *)} / (2E) ... (7) T1 = Ts * (Vw * -Vv *) / (2E) T2 = Ts * (Vu * -Vw *) / (2E)

【0031】そして、次回の微小サンプル時間の内、後
述する第1から第5の期間にて、スイッチング指令Sma
x1,Smid1,Smin1,Smax2,Smid2,Smin2は、第1
の期間は信号(OFF,OFF,OFF,ON,ON,
ON)となり、第2の期間は信号(ON,ON,OF
F,ON,ON,OFF)となり、第3の期間は信号
(OFF,OFF,OFF,ON,ON,ON)とな
り、第4の期間は信号(ON,OFF,OFF,ON,
OFF,OFF)となり、第5の期間は信号(OFF,
OFF,OFF,ON,ON,ON)となる手段と、
Then, within the next minute sampling time, the switching command Sma is generated in the first to fifth periods described later.
x1, Smid1, Smin1, Smax2, Smid2, Smin2 are the first
During the period, the signal (OFF, OFF, OFF, ON, ON,
ON), and signals (ON, ON, OF) during the second period.
F, ON, ON, OFF), signals (OFF, OFF, OFF, ON, ON, ON) in the third period, and signals (ON, OFF, OFF, ON, 4) in the fourth period.
OFF, OFF), and the signal (OFF, OFF,
OFF, OFF, ON, ON, ON) means,

【0032】出力電圧指令値Vu*が最大値Vmax であ
る場合はスイッチング指令値Su1 ,Su2 はスイッチ
ング指令Smax1,Smax2となり、中間値Vmid である場
合はスイッチング指令Smid1,Smid2となり、最小値V
min である場合はスイッチング指令Smin1,Smin2とな
り、V相のスイッチング指令値Sv1 ,Sv2 およびW
相のスイッチング指令値Sw1 ,Sw2 もスイッチング
指令値Su1 ,Su2 と同様に得られる手段とによっ
て、各第1の期間から第5の期間における各相のスイッ
チング指令は、つぎのようになる。
When the output voltage command value Vu * is the maximum value Vmax, the switching command values Su1 and Su2 are the switching commands Smax1 and Smax2, and when it is the intermediate value Vmid, the switching commands Smid1 and Smid2 are the minimum value Vmax.
When it is min, the switching commands Smin1 and Smin2 are generated, and the V phase switching command values Sv1 and Sv2 and W
By means of obtaining the switching command values Sw1 and Sw2 of the phases similarly to the switching command values Su1 and Su2, the switching commands of the respective phases in the first to fifth periods are as follows.

【0033】 第1の期間0〜(T0 /3) (Su1 ,Su2 )=(Sv1 ,Sv2 )=(Sw1 ,Sw2 ) =(OFF,ON) 第2の期間(T0 /3)〜{(T0 /3)+T1 } (Su1 ,Su2 )=(Sw1 ,Sw2 )=(ON,ON) (Sv1 ,Sv2 )=(OFF,OFF) 第3の期間{(T0 /3)+T1 }〜{(T0 /3)+T1 +(T0 /3)} (Su1 ,Su2 )=(Sv1 ,Sv2 )=(Sw1 ,Sw2 ) =(OFF,ON)First period 0- (T0 / 3) (Su1, Su2) = (Sv1, Sv2) = (Sw1, Sw2) = (OFF, ON) Second period (T0 / 3)-{(T0 / 3) + T1} (Su1, Su2) = (Sw1, Sw2) = (ON, ON) (Sv1, Sv2) = (OFF, OFF) Third period {(T0 / 3) + T1} to {(T0 / 3) + T1 + (T0 / 3)} (Su1, Su2) = (Sv1, Sv2) = (Sw1, Sw2) = (OFF, ON)

【0034】 第4の期間{(T0 /3)+T1 +(T0 /3)}〜{(T0 /3)+T1 + (T0 /3)+T2 } (Su1 ,Su2 )=(ON,ON) (Sv1 ,Sv2 )=(Sw1 ,Sw2 )=(OFF,OFF) 第5の期間{(T0 /3)+T1 +(T0 /3)+T2 }〜Ts (Su1 ,Su2 )=(Sv1 ,Sv2 )=(Sw1 ,Sw2 ) =(OFF,ON)Fourth Period {(T0 / 3) + T1 + (T0 / 3)} to {(T0 / 3) + T1 + (T0 / 3) + T2} (Su1, Su2) = (ON, ON) (Sv1 , Sv2) = (Sw1, Sw2) = (OFF, OFF) Fifth period {(T0 / 3) + T1 + (T0 / 3) + T2} to Ts (Su1, Su2) = (Sv1, Sv2) = (Sw1) , Sw2) = (OFF, ON)

【0035】そして、スイッチング指令値Su1 ,Sv
1 ,Sw1 は、各相の第1のスイッチング素子のスイッ
チング指令となり、スイッチング指令値Su2 ,Sv2
,Sw2 は各相の第3のスイッチング素子のスイッチ
ング指令となる手段により、期間{0〜(T0 /
3)}、各相の出力電圧Vu,Vv,Vwは、中性点の
電圧を0(V),直流電圧電源の+側の電圧を+E
(V),−側の電圧を−E(V)とすると、つぎのよう
になる。 Vu=Vv=Vw=0(V) このとき3相とも中性点電圧を出力しており、3相3線
式の負荷であれば、各相の電流の総和は0であり、中性
点に流れる電流は0である。
Then, the switching command values Su1, Sv
1 and Sw1 become the switching command of the first switching element of each phase, and the switching command values Su2 and Sv2
, Sw2 is a period {0 to (T0 /
3)}, the output voltage Vu, Vv, Vw of each phase is 0 (V) for the voltage at the neutral point and + E for the voltage on the + side of the DC voltage power supply.
If the voltage on the (V) -side is -E (V), the following is obtained. Vu = Vv = Vw = 0 (V) At this time, the neutral point voltage is output in all three phases, and if the load is a three-phase three-wire system, the sum of the currents in each phase is zero, and the neutral point is The current flowing through is zero.

【0036】期間〔(T0 /3)〜{(T0 /3)+T
1 }〕、各相の出力電圧Vu,Vv,Vwは、つぎのよ
うになる。 Vu=Vw=E(V),Vv=−E(V) このとき3相ともに中性点電圧は出力しないため、中性
点には電流は流れない。
Period [(T0 / 3) to {(T0 / 3) + T
1}], and the output voltages Vu, Vv, Vw of each phase are as follows. Vu = Vw = E (V), Vv = -E (V) At this time, since no neutral point voltage is output in all three phases, no current flows in the neutral point.

【0037】期間〔{(T0 /3)+T1 }〜{(T0
/3)+T1 +(T0 /3)}〕、各相の出力電圧V
u,Vv,Vwは、つぎのようになる。 Vu=Vv=Vw=0(V) このときも中性点に電流は流れない。
Period [{(T0 / 3) + T1} to {(T0
/ 3) + T1 + (T0 / 3)}], output voltage V of each phase
u, Vv, and Vw are as follows. Vu = Vv = Vw = 0 (V) Also at this time, no current flows to the neutral point.

【0038】期間〔{(T0 /3)+T1 +(T0 /
3)}〜{(T0 /3)+T1 +(T0 /3)+T2
}〕、各相の出力電圧Vu,Vv,Vwは、つぎのよ
うになる。 Vu=E(V),Vv=Vw=−E(V) このときも中性点に電流は流れない。
Period [{(T0 / 3) + T1 + (T0 /
3)} to {(T0 / 3) + T1 + (T0 / 3) + T2
}], And the output voltages Vu, Vv, Vw of each phase are as follows. Vu = E (V), Vv = Vw = -E (V) At this time also, no current flows to the neutral point.

【0039】期間〔{(T0 /3)+T1 +(T0 /
3)+T2 }〜Ts〕、各相の出力電圧Vu,Vv,V
wは、つぎのようになる。 Vu=Vv=Vw=0(V) このときも中性点に電流は流れない。かようにして、い
ずれの期間においても、中性点に電流は流れないことが
わかる。つまり、中性点に電流は流れず、中性点の電圧
は変化しない。
Period [{(T0 / 3) + T1 + (T0 /
3) + T2} to Ts], output voltage Vu, Vv, V of each phase
w is as follows. Vu = Vv = Vw = 0 (V) Also at this time, no current flows to the neutral point. Thus, it can be seen that no current flows to the neutral point in any period. That is, no current flows through the neutral point, and the voltage at the neutral point does not change.

【0040】また、各相の微小サンプル時間Ts内の平
均出力電圧Vum,Vvm,Vwmは、つぎの式(8)で表さ
れる。つまり、平均出力電圧Vum,Vvm,Vwmは、出力
電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*から、それぞれ(V
max =Vu*),(Vmin =Vv*)の平均値を差し引
いた値となり、3相3線式の負荷において、相間電圧に
はなんら影響を与えず指令値と等価な出力を得ることが
できる。
The average output voltages Vum, Vvm, Vwm within the minute sampling time Ts of each phase are expressed by the following equation (8). That is, the average output voltages Vum, Vvm, Vwm are calculated from the output voltage command values Vu *, Vv *, Vw * by (V
It is a value obtained by subtracting the average value of (max = Vu *) and (Vmin = Vv *), and in a three-phase three-wire type load, an output equivalent to the command value can be obtained without affecting the interphase voltage. .

【0041】 Vum={E・(T1 +T2 )}/Ts =(Vu*−Vv*)/2 =Vu*−{(Vu*+Vv*)/2} ・・・・(8) Vvm={−E・(T1 +T2 )}/Ts =(Vv*−Vu*)/2 =Vv*−{(Vu*+Vv*)/2} Vwm={(E・T1 )−(E・T2 )}/Ts =Vw*−{(Vu*+Vv*/2}Vum = {E · (T1 + T2)} / Ts = (Vu * −Vv *) / 2 = Vu * − {(Vu * + Vv *) / 2} (8) Vvm = {− E * (T1 + T2)} / Ts = (Vv * -Vu *) / 2 = Vv *-{(Vu * + Vv *) / 2} Vwm = {(E * T1)-(E * T2)} / Ts = Vw *-{(Vu * + Vv * / 2}

【0042】[0042]

【実施例】以下に、本発明を図面に基づいて、さらに詳
細説明する。図1は本発明の一実施例の要部構成を示す
もので、29は電圧指令演算器、30は電圧ベクトル出力時
間演算器、31,32,33,34はスイッチング指令選択器で
ある。すなわち、最大電圧指令,最小電圧指令および中
間電圧指令を判別する電圧指令演算器29は、微小サンプ
ル時間Ts毎に各相の必要な出力電圧指令値Vu*,V
v*,Vw*が入力され、各相の出力電圧指令値の内の
最大値Vmax ,最小値Vmin および残りの中間値Vmid
を出力する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a main configuration of an embodiment of the present invention, in which 29 is a voltage command calculator, 30 is a voltage vector output time calculator, and 31, 32, 33 and 34 are switching command selectors. That is, the voltage command calculator 29 for discriminating between the maximum voltage command, the minimum voltage command and the intermediate voltage command has the necessary output voltage command values Vu *, V for each phase for each minute sample time Ts.
v * and Vw * are input, and the maximum value Vmax, the minimum value Vmin, and the remaining intermediate value Vmid of the output voltage command values for each phase are input.
Is output.

【0043】電圧ベクトル出力時間演算器30は、その最
大値Vmax ,最小値Vmin および中間値Vmid と直流電
圧電源の半分の電圧値Eと微小サンプル時間Tsとを入
力し、電圧ベクトル出力時間T0 ,T1 ,T2 を式
(6)より求めて出力する。パルス出力を発生するスイ
ッチング指令選択器31は、電圧ベクトル出力時間T0 ,
T1 ,T2 を入力し、スイッチング指令Smax1,Smid
1,Smin1,Smax2,Smid2,Smin2を、次回の微小サ
ンプル時間の期間(0〜Ts)の内に、つぎのように出
力する。
The voltage vector output time calculator 30 receives the maximum value Vmax, the minimum value Vmin, the intermediate value Vmid, the half voltage value E of the DC voltage source and the minute sampling time Ts, and outputs the voltage vector output time T0, T1 and T2 are obtained from equation (6) and output. The switching command selector 31 that generates a pulse output has a voltage vector output time T0,
Input T1 and T2 to input switching commands Smax1 and Smid
1, Smin1, Smax2, Smid2, and Smin2 are output as follows within the period (0 to Ts) of the next minute sample time.

【0044】 期間{0〜(T0 /3)} Smax1=OFF, Smid1=OFF, Smin1=OFF Smax2=ON, Smid2=ON, Smin2=ON 期間〔(T0 /3)〜{(T0 /3)+T1 }〕 Smax1=ON, Smid1=ON, Smin1=OFF Smax2=ON, Smid2=ON, Smin2=OFF 期間〔{(T0 /3)+T1 }〜{(T0 /3)+T1 +(T0 /3)}〕 Smax1=OFF, Smid1=OFF, Smin1=OFF Smax2=ON, Smid2=ON, Smin2=ONPeriod {0 to (T0 / 3)} Smax1 = OFF, Smid1 = OFF, Smin1 = OFF Smax2 = ON, Smid2 = ON, Smin2 = ON Period [(T0 / 3) to {(T0 / 3) + T1 }] Smax1 = ON, Smid1 = ON, Smin1 = OFF Smax2 = ON, Smid2 = ON, Smin2 = OFF period [{(T0 / 3) + T1}-{(T0 / 3) + T1 + (T0 / 3)}] Smax1 = OFF, Smid1 = OFF, Smin1 = OFF Smax2 = ON, Smid2 = ON, Smin2 = ON

【0045】 期間〔{(T0 /3)+T1 +(T0 /3)}〜{(T0 /3)+T1 + (T0 /3)+T2 }〕 Smax1=ON, Smid1=OFF, Smin1=OFF Smax2=ON, Smid2=OFF, Smin2=OFF 期間〔{(T0 /3)+T1 +(T0 /3)+T2 }〜Ts〕 Smax1=OFF, Smid1=OFF, Smin1=OFF Smax2=ON, Smid2=ON, Smin2=ONPeriod [{(T0 / 3) + T1 + (T0 / 3)} to {(T0 / 3) + T1 + (T0 / 3) + T2}] Smax1 = ON, Smid1 = OFF, Smin1 = OFF Smax2 = ON , Smid2 = OFF, Smin2 = OFF period [{(T0 / 3) + T1 + (T0 / 3) + T2} -Ts] Smax1 = OFF, Smid1 = OFF, Smin1 = OFF Smax2 = ON, Smid2 = ON, Smin2 = ON

【0046】スイッチング指令選択器32は、U相の出力
電圧指令値Vu*と前述の各相の出力電圧指令値の内の
最大値Vmax ,最小値Vmin および中間値Vmid とスイ
ッチング指令Smax1,Smid1,Smin1,Smax2,Smid
2,Smin2を入力し、つぎの条件により、U相のスイッ
チング指令値Su1 ,Su2 を選択して出力する。 (Vu*=Vmax )の場合 (Su1 ,Su2 )=(Smax1,Smax2) (Vu*=Vmid )の場合 (Su1 ,Su2 )=(Smid1,Smid2) (Vu*=Vmin )の場合 (Su1 ,Su2 )=(Smin1,Smin2)
The switching command selector 32 has a maximum value Vmax, a minimum value Vmin and an intermediate value Vmid of the U-phase output voltage command value Vu * and the above-mentioned output voltage command values of the respective phases, and switching commands Smax1, Smid1, Smin1, Smax2, Smid
2 and Smin2 are input, and the U-phase switching command values Su1 and Su2 are selected and output under the following conditions. When (Vu * = Vmax) (Su1, Su2) = (Smax1, Smax2) (Vu * = Vmid) (Su1, Su2) = (Smid1, Smid2) (Vu * = Vmin) (Su1, Su2) ) = (Smin1, Smin2)

【0047】スイッチング指令選択器33およびスイッチ
ング指令選択器34は、V相,W相の出力電圧指令値Vv
*,Vw*と前述の各相の出力電圧指令値の内の最大値
Vmax ,最小値Vmin および中間値Vmid とスイッチン
グ指令Smax1,Smid1,Smin1,Smax2,Smid2,Smi
n2とをそれぞれ入力し、スイッチング指令選択器32と同
様、V相のスイッチング指令値Sv1 ,Sv2 およびW
相のスイッチング指令値Sw1 ,Sw2 を決定して出力
する。
The switching command selector 33 and the switching command selector 34 are provided for the V-phase and W-phase output voltage command values Vv.
*, Vw * and the maximum value Vmax, the minimum value Vmin and the intermediate value Vmid of the output voltage command values of each phase described above and the switching commands Smax1, Smid1, Smin1, Smax2, Smid2, Smi.
n2 and the switching command selector 32, respectively, to input V2 switching command values Sv1, Sv2 and W.
The phase switching command values Sw1 and Sw2 are determined and output.

【0048】このようにして得られる各相のスイッチン
グ指令値Su1 ,Su2 ,Sv1 ,Sv2 ,Sw1 ,S
w2 によって、各相のトランジスタは制御される。これ
をU相の例により述べる。(Su1 =1)のときは、ト
ランジスタ4aはONでありトランジスタ4cはOFF
となる。(Su1 =0)のときは、トランジスタ4aは
OFFでありトランジスタ4cはONとなる。また、
(Su2 =1)のときは、トランジスタ4bはONであ
りトランジスタ4dはOFFとなる。(Su2 =0)の
ときは、トランジスタ4bはOFFでありトランジスタ
4dはONとなる。V相およびW相もU相と同様であ
る。
The switching command values Su1, Su2, Sv1, Sv2, Sw1, S for each phase thus obtained are
The transistor of each phase is controlled by w2. This will be described with an example of the U phase. When (Su1 = 1), the transistor 4a is ON and the transistor 4c is OFF.
Becomes When (Su1 = 0), the transistor 4a is OFF and the transistor 4c is ON. Also,
When (Su2 = 1), the transistor 4b is ON and the transistor 4d is OFF. When (Su2 = 0), the transistor 4b is OFF and the transistor 4d is ON. The V phase and the W phase are similar to the U phase.

【0049】さらに、図2は、図1の動作原理を示すも
のであって、(Vmax =Vu*),(Vmin =Vv*)
である場合において前述の如き制御したとき、インバ−
タが微小サンプル時間Tsの期間に実際に出力する各相
の出力電圧Vu,Vv,Vwを、時間軸に対しての変化
を示している。すなわち、図2に示してある電圧ベクト
ル出力時間は、それぞれつぎの式(9)となる。
Further, FIG. 2 shows the operating principle of FIG. 1, in which (Vmax = Vu *), (Vmin = Vv *).
When the above-mentioned control is performed in the case of
Shows the changes of the output voltages Vu, Vv, Vw of the respective phases that are actually output during the minute sample time Ts with respect to the time axis. That is, the voltage vector output times shown in FIG. 2 are given by the following equation (9).

【0050】 T0 =Ts・{2E−(Vmax −Vmin )}/(2E) =Ts・{2E−(Vu*−Vv*)}/(2E) ・・・・(9) T1 =Ts・(Vmid −Vmin )/(2E) =Ts・(Vw*−Vv*)/(2E) T2 =Ts・(Vmax −Vmid )/(2E) Ts・(Vu*−Vw*)/(2E)T0 = Ts · {2E− (Vmax−Vmin)} / (2E) = Ts · {2E− (Vu * −Vv *)} / (2E) ... (9) T1 = Ts · ( Vmid-Vmin) / (2E) = Ts. (Vw * -Vv *) / (2E) T2 = Ts. (Vmax-Vmid) / (2E) Ts. (Vu * -Vw *) / (2E)

【0051】かような図2からも判るように、 期間
{0〜(T0 /3)}、各相の出力電圧Vu,Vv,V
wは、中性点の電圧を0(V),直流電圧電源の+側の
電圧をE(V)および−側の電圧を−E(V)とする
と、つぎのようになる。 Vu=Vv=Vw=0(V) このとき3相ともに中性点電圧を出力しており、3相3
線式の負荷であれば各相の電流の総和は0であり、中性
点に流れる電流は0である。期間〔(T0 /3)〜
{(T0 /3)+T1 }〕、出力電圧Vu,Vv,Vw
は、つぎのようになる。 Vu=Vw=E(V),Vv=−E(V) このとき3相ともに中性点電圧は出力しないため、中性
点には電流は流れない。
As can be seen from FIG. 2, the output voltage Vu, Vv, V of each phase for the period {0 to (T0 / 3)}.
w is as follows, where the voltage at the neutral point is 0 (V), the voltage on the + side of the DC voltage power supply is E (V), and the voltage on the − side is −E (V). Vu = Vv = Vw = 0 (V) At this time, the neutral point voltage is output in all three phases, and the three phases are 3
In the case of a linear load, the sum of the currents of the respective phases is 0, and the current flowing at the neutral point is 0. Period [(T0 / 3) ~
{(T0 / 3) + T1}], output voltages Vu, Vv, Vw
Is as follows. Vu = Vw = E (V), Vv = -E (V) At this time, since no neutral point voltage is output in all three phases, no current flows in the neutral point.

【0052】期間〔{(T0 /3)+T1 }〜{(T0
/3)+T1 +(T0 /3)}〕、出力電圧Vu,V
v,Vwは、つぎのようになる。 Vu=Vv=Vw=0(V) このときも中性点に電流は流れない。期間〔{(T0 /
3)+T1 +(T0 /3)}〜{(T0 /3)+T1 +
(T0 /3)+T2 }〕、出力電圧Vu,Vv,Vw
は、つぎのようになる。 Vu=E(V),Vv=Vw=−E(V) このときも中性点に電流は流れない。期間〔{(T0 /
3)+T1 +(T0 /3)+T2 }〜Ts〕、出力電圧
Vu,Vv,Vwは、つぎのようになる。 Vu=Vv=Vw=0(V) このときも中性点に電流は流れない。したがって、いず
れの期間においても中性点に電流は流れないことが判
る。よって、中性点に電流は流れないため、中性点の電
圧は変化しない。
Period [{(T0 / 3) + T1} to {(T0
/ 3) + T1 + (T0 / 3)}], output voltage Vu, V
v and Vw are as follows. Vu = Vv = Vw = 0 (V) Also at this time, no current flows to the neutral point. Period [{(T0 /
3) + T1 + (T0 / 3)} to {(T0 / 3) + T1 +
(T0 / 3) + T2}], output voltages Vu, Vv, Vw
Is as follows. Vu = E (V), Vv = Vw = -E (V) At this time also, no current flows to the neutral point. Period [{(T0 /
3) + T1 + (T0 / 3) + T2} to Ts] and the output voltages Vu, Vv, Vw are as follows. Vu = Vv = Vw = 0 (V) Also at this time, no current flows to the neutral point. Therefore, it is understood that the current does not flow to the neutral point in any period. Therefore, since the current does not flow to the neutral point, the voltage at the neutral point does not change.

【0053】また、微小サンプル時間Ts内の平均出力
電圧Vum,Vvm,Vwmは、式(8)のように表される。
よって、3相3線式の負荷において、線間電圧にはなん
ら影響は与えず指令値と等価な出力を得ることができ
る。
Further, the average output voltages Vum, Vvm, Vwm within the minute sampling time Ts are expressed by the equation (8).
Therefore, in a three-phase three-wire type load, it is possible to obtain an output equivalent to the command value without affecting the line voltage.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、中
性点端子の電圧を検出することなく、中性点電圧の変動
を格別に抑制するようにした深度化されたインバータ装
置を提供できる。
As described above, according to the present invention, there is provided a deepened inverter device in which the fluctuation of the neutral point voltage is significantly suppressed without detecting the voltage of the neutral point terminal. it can.

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

【図1】図1は本発明の一実施例の要部構成を示す系統
図である。
FIG. 1 is a system diagram showing a main part configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図2は図1の動作原理説明のため示した波形図
である。
FIG. 2 is a waveform diagram shown for explaining the operation principle of FIG.

【図3】図3は3レベルインバータの構成を示す回路図
である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a 3-level inverter.

【図4】図4は本出願人による先の出願の制御例説明の
ため示した系統図である。
FIG. 4 is a system diagram shown for explaining a control example of the previous application by the applicant.

【図5】図5は図4の動作原理説明のため示した波形図
である。
5 is a waveform diagram shown for explaining the operation principle of FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電圧電源 2 直流リアクトル 3a コンデンサ 3b コンデンサ 4a トランジスタ 4b トランジスタ 4c トランジスタ 4d トランジスタ 7a ダイオード 7b ダイオード 7c ダイオード 7d ダイオード 10a ダイオード 10b ダイオード 13 最大最小電圧指令演算器 14 加算器 18 コンパレータ 21 三角波キヤリア 29 電圧指令演算器 30 電圧ベクトル出力時間演算器 31 スイッチング指令演算器 32 スイッチング指令演算器 33 スイッチング指令演算器 34 スイッチング指令演算器 1 DC voltage power supply 2 DC reactor 3a capacitor 3b capacitor 4a transistor 4b transistor 4c transistor 4d transistor 7a diode 7b diode 7c diode 7d diode 10a diode 10b diode 13 maximum / minimum voltage command calculator 14 adder 18 comparator 21 triangular wave carrier 29 voltage command calculation Unit 30 Voltage vector output time calculator 31 Switching command calculator 32 Switching command calculator 33 Switching command calculator 34 Switching command calculator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電圧電源の両端電圧と該直流電圧電
源に直列接続された2個のコンデンサの接続点の中性点
電圧とを有する直流電源回路と、U相とV相とW相の3
組の単位インバータからなるブリッジ形インバータ回路
とを備えるとともに、前記単位インバータにおける第1
および第3のスイッチング素子と第2および第4のスイ
ッチング素子はそれぞれ共役的に動作するインバータ装
置において、微小サンプル時間(Ts)毎に各相の必要
な出力電圧指令値を演算する手段と、該各相の出力電圧
指令値(Vu*,Vv*,Vw*)の内の最大値(Vma
x )と最小値(Vmin )と残りの中間値(Vmid )を判
別する手段と、該判別値と前記直流電圧電源の半分の電
圧値(E)と微小サンプル時間とから電圧ベクトル出力
時間(T0 ,T1 ,T2 )それぞれを、 T0 =Ts・{2E−(Vmax −Vmin )}/(2E) T1 =Ts・(Vmid −Vmin )/(2E) T2 =Ts・(Vmax −Vmid )/(2E) により演算する手段と、次回の微小サンプル時間の期間
(0〜Ts)にてスイッチング指令(Smax1,Smid1,
Smin1,Smax2,Smid2,Smin2,)は第1の期間から
第5の期間にそれぞれ第1の信号から第5の信号となる
手段と、前記各相の出力電圧指令値(Vu*)が最大値
である場合にスイッチング指令値(Su1 ,Su2 )は
前記スイッチング指令(Smax1,Smax2)となり中間値
である場合に前記スイッチング指令(Smid1,Smid2)
となり最小値である場合に前記スイッチング指令(Smi
n1,Smin2)となる手段と、該スイッチング指令値(S
u1 )は前記U相の第1のスイッチング素子の指令とな
りスイッチング指令値(Su2 )は第3のスイッチング
素子の指令となる手段と、 を設けて成ることを特徴とするインバータ装置。
1. A DC power supply circuit having a voltage across a DC voltage power supply and a neutral point voltage of a connection point of two capacitors connected in series to the DC voltage power supply, and a U-phase, V-phase and W-phase Three
A bridge-type inverter circuit including a set of unit inverters, and a first inverter in the unit inverters.
In the inverter device in which the third and third switching elements and the second and fourth switching elements operate in a conjugate manner, means for calculating a necessary output voltage command value for each phase for each minute sample time (Ts), and The maximum value (Vma) of the output voltage command values (Vu *, Vv *, Vw *) of each phase
x), the minimum value (Vmin) and the remaining intermediate value (Vmid), and the voltage vector output time (T0) from the judgment value, the half voltage value (E) of the DC voltage power supply and the minute sampling time. , T1 and T2) respectively, T0 = Ts. {2E- (Vmax-Vmin)} / (2E) T1 = Ts. (Vmid-Vmin) / (2E) T2 = Ts. (Vmax-Vmid) / 2 (2E) ) And a switching command (Smax1, Smid1,) during the next minute sample time period (0 to Ts).
Smin1, Smax2, Smid2, Smin2,) are means for changing from the first signal to the fifth signal in the first to fifth periods, and the output voltage command value (Vu *) of each phase is the maximum value. The switching command value (Su1, Su2) becomes the switching command (Smax1, Smax2), and the switching command value (Smid1, Smid2) when the intermediate value.
And the switching command (Smi
n1, Smin2) and the switching command value (S
u1) is a command for the first switching element of the U phase and the switching command value (Su2) is a command for the third switching element, and an inverter device is provided.
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