JPH0974767A - Ｎｐｃインバータのｐｗｍ制御装置 - Google Patents
Ｎｐｃインバータのｐｗｍ制御装置Info
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- JPH0974767A JPH0974767A JP7225512A JP22551295A JPH0974767A JP H0974767 A JPH0974767 A JP H0974767A JP 7225512 A JP7225512 A JP 7225512A JP 22551295 A JP22551295 A JP 22551295A JP H0974767 A JPH0974767 A JP H0974767A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小さな電圧指令に対しても、最小オンパルス
幅を確保しながら追従するＰＷＭ電圧を出力できるよう
にする。 【解決手段】 三角波位相発生部１５は、三角波周波数
ｆswの入力に基いて三角波位相θp を出力する。直流バ
イアス電圧発生部１４は、この三角波位相θp の周期に
対応して極性が交互に変わる直流バイアス電圧Ｖbiasを
発生する。直流バイアス電圧加算部１２は、三相電圧指
令演算部１１からの各相電圧指令Ｖu Ｒef，Ｖv Ｒef，
Ｖw Ｒefにこの電圧Ｖbiasを加えて新たな各相電圧指令
Ｖu ，Ｖv，Ｖw とする。正側三角波発生部１７はθp
の入力に基き正側三角波ＴＲＩp を出力し、負側三角波
発生部１８はθn の入力に基き負側三角波ＴＲＩn を出
力する。θp とθn とは位相差δ＝πだけずれている。
三角波比較部１３は、各相電圧指令Ｖu ，Ｖv ，Ｖw と
三角波ＴＰＩp ，ＴＲＩn との大小関係の比較に基き各
相ＰＷＭ電圧指令Ｖu ＰＷＭ，Ｖv ＰＷＭ，Ｖw ＰＷＭ
を出力する。
幅を確保しながら追従するＰＷＭ電圧を出力できるよう
にする。 【解決手段】 三角波位相発生部１５は、三角波周波数
ｆswの入力に基いて三角波位相θp を出力する。直流バ
イアス電圧発生部１４は、この三角波位相θp の周期に
対応して極性が交互に変わる直流バイアス電圧Ｖbiasを
発生する。直流バイアス電圧加算部１２は、三相電圧指
令演算部１１からの各相電圧指令Ｖu Ｒef，Ｖv Ｒef，
Ｖw Ｒefにこの電圧Ｖbiasを加えて新たな各相電圧指令
Ｖu ，Ｖv，Ｖw とする。正側三角波発生部１７はθp
の入力に基き正側三角波ＴＲＩp を出力し、負側三角波
発生部１８はθn の入力に基き負側三角波ＴＲＩn を出
力する。θp とθn とは位相差δ＝πだけずれている。
三角波比較部１３は、各相電圧指令Ｖu ，Ｖv ，Ｖw と
三角波ＴＰＩp ，ＴＲＩn との大小関係の比較に基き各
相ＰＷＭ電圧指令Ｖu ＰＷＭ，Ｖv ＰＷＭ，Ｖw ＰＷＭ
を出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＰＣインバータ
（Neutral Point Clamped インバータ）すなわち中性点
クランプ式インバータのＰＷＭ装置に関するものであ
る。
（Neutral Point Clamped インバータ）すなわち中性点
クランプ式インバータのＰＷＭ装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来装置の要部構成を示すブロッ
ク図である。この図において、三相電圧指令演算部１１
はＵ，Ｖ，Ｗ各相の電圧指令Ｖu Ｒef，Ｖv Ｒef，Ｖw
Ｒefを出力する。三角波位相発生部１５は、三角波周波
数ｆswを入力として三角波位相θp を出力する。正側三
角波発生部１６及び負側三角波発生部１７は、この三角
波位相θp の入力に基いて正側三角波ＴＲＩp 及び負側
三角波ＴＲＩn を出力する。三角波比較部１３は、三相
電圧指令Ｖu Ｒef，Ｖv Ｒef，Ｖw Ｒefと、これら正負
三角波ＴＲＩp ，ＴＲＩn との大小比較に基いて各相の
ＰＷＭ電圧指令Ｖu ＰＷＭ，Ｖv ＰＷＭ，Ｖw ＰＷＭを
出力する。
ク図である。この図において、三相電圧指令演算部１１
はＵ，Ｖ，Ｗ各相の電圧指令Ｖu Ｒef，Ｖv Ｒef，Ｖw
Ｒefを出力する。三角波位相発生部１５は、三角波周波
数ｆswを入力として三角波位相θp を出力する。正側三
角波発生部１６及び負側三角波発生部１７は、この三角
波位相θp の入力に基いて正側三角波ＴＲＩp 及び負側
三角波ＴＲＩn を出力する。三角波比較部１３は、三相
電圧指令Ｖu Ｒef，Ｖv Ｒef，Ｖw Ｒefと、これら正負
三角波ＴＲＩp ，ＴＲＩn との大小比較に基いて各相の
ＰＷＭ電圧指令Ｖu ＰＷＭ，Ｖv ＰＷＭ，Ｖw ＰＷＭを
出力する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＮＰＣ
インバータのスイッチング素子として用いられるＧＴＯ
（ゲートターンオフサイリスタ）には、一度オンすると
一定時間の間はオフできない最小オンパルス幅時間が存
在する。そのため、電圧指令が小さくて、本来はパルス
幅を最小オンパルス幅よりも狭くしなければならないＰ
ＷＭ電圧の場合、指令値に追従しない動作領域では、パ
ルス幅が指令値と違うことによる電流波形ひずみを引き
起こし、電流制御系の不安定や、トルクリップルの問題
が生じていた。
インバータのスイッチング素子として用いられるＧＴＯ
（ゲートターンオフサイリスタ）には、一度オンすると
一定時間の間はオフできない最小オンパルス幅時間が存
在する。そのため、電圧指令が小さくて、本来はパルス
幅を最小オンパルス幅よりも狭くしなければならないＰ
ＷＭ電圧の場合、指令値に追従しない動作領域では、パ
ルス幅が指令値と違うことによる電流波形ひずみを引き
起こし、電流制御系の不安定や、トルクリップルの問題
が生じていた。
【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、最小オンパルス幅を確保しながら、小さな電圧
指令に対しても追従するＰＷＭ電圧を出力することので
きるＮＰＣインバータのＰＷＭ制御装置を提供すること
を目的としている。
であり、最小オンパルス幅を確保しながら、小さな電圧
指令に対しても追従するＰＷＭ電圧を出力することので
きるＮＰＣインバータのＰＷＭ制御装置を提供すること
を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、三相電圧指令を
演算して出力する三相電圧指令演算部と、三角波周波数
を入力として、入力された周波数で振幅２πの鋸波を三
角波位相として出力する三角波位相発生部と、前記三角
波位相発生部から出力される三角波位相を入力とし、入
力された三角波位相に同期して、インバータの直流リン
ク電圧の半分を振幅とした三角波を演算して正側三角波
として出力する正側三角波発生部と、正負三角波位相差
設定部としての値πを出力する正負三角波位相差設定部
と、前記三角波位相発生部から出力される三角波位相と
前記正負三角波位相差設定部から出力される正負三角波
位相との加算値を入力とし、入力された位相に同期し
て、インバータの直流リンク電圧の半分を振幅とした三
角波を演算して負側三角波として出力する負側三角波発
生部と、前記三角波位相発生部から出力される三角波位
相を入力とし、入力された三角波位相に同期した方形波
を直流バイアス電圧として出力する直流バイアス電圧発
生部と、前記三相電圧指令演算部から出力される三相電
圧指令と、前記直流バイアス電圧発生部から出力される
直流バイアス電圧を入力として、三相電圧指令に直流バ
イアス電圧をそれぞれ加算して、新たな三相電圧指令と
して出力する直流バイアス電圧加算部と、前記直流バイ
アス電圧加算部から出力される三相電圧指令と、前記正
側三角波発生部から出力される正側三角波と、前記負側
三角波発生部から出力される負側三角波とを入力とし、
三相電圧指令と、正側三角波及び負側三角波との大小比
較により三相ＰＷＭ電圧指令を出力する三角波比較部
と、を備えたことを特徴とする。
の手段として、請求項１記載の発明は、三相電圧指令を
演算して出力する三相電圧指令演算部と、三角波周波数
を入力として、入力された周波数で振幅２πの鋸波を三
角波位相として出力する三角波位相発生部と、前記三角
波位相発生部から出力される三角波位相を入力とし、入
力された三角波位相に同期して、インバータの直流リン
ク電圧の半分を振幅とした三角波を演算して正側三角波
として出力する正側三角波発生部と、正負三角波位相差
設定部としての値πを出力する正負三角波位相差設定部
と、前記三角波位相発生部から出力される三角波位相と
前記正負三角波位相差設定部から出力される正負三角波
位相との加算値を入力とし、入力された位相に同期し
て、インバータの直流リンク電圧の半分を振幅とした三
角波を演算して負側三角波として出力する負側三角波発
生部と、前記三角波位相発生部から出力される三角波位
相を入力とし、入力された三角波位相に同期した方形波
を直流バイアス電圧として出力する直流バイアス電圧発
生部と、前記三相電圧指令演算部から出力される三相電
圧指令と、前記直流バイアス電圧発生部から出力される
直流バイアス電圧を入力として、三相電圧指令に直流バ
イアス電圧をそれぞれ加算して、新たな三相電圧指令と
して出力する直流バイアス電圧加算部と、前記直流バイ
アス電圧加算部から出力される三相電圧指令と、前記正
側三角波発生部から出力される正側三角波と、前記負側
三角波発生部から出力される負側三角波とを入力とし、
三相電圧指令と、正側三角波及び負側三角波との大小比
較により三相ＰＷＭ電圧指令を出力する三角波比較部
と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、変調率を入力として、変調率に従ってＰＷ
Ｍモードを出力するＰＷＭモード切替部を備え、前記正
負三角波位相差設定部は、前記ＰＷＭモード切替部から
出力されるＰＷＭモードを入力とし、入力されたＰＷＭ
モードに従って値π又は０のいずれかを選択して正負三
角波位相差として出力するものであり、前記直流バイア
ス電圧発生部は、前記ＰＷＭモード切替部から出力され
るＰＷＭモードと、前記三角波位相発生部から出力され
る三角波位相を入力とし、ＰＷＭモードに従って、ＰＷ
Ｍモードが通常モードを表すときには値０を、ＰＷＭモ
ードが直流バイアスモードを表すときには入力された三
角波位相に同期した方形波を、直流バイアス電圧として
出力するものである、ことを特徴とする。
明において、変調率を入力として、変調率に従ってＰＷ
Ｍモードを出力するＰＷＭモード切替部を備え、前記正
負三角波位相差設定部は、前記ＰＷＭモード切替部から
出力されるＰＷＭモードを入力とし、入力されたＰＷＭ
モードに従って値π又は０のいずれかを選択して正負三
角波位相差として出力するものであり、前記直流バイア
ス電圧発生部は、前記ＰＷＭモード切替部から出力され
るＰＷＭモードと、前記三角波位相発生部から出力され
る三角波位相を入力とし、ＰＷＭモードに従って、ＰＷ
Ｍモードが通常モードを表すときには値０を、ＰＷＭモ
ードが直流バイアスモードを表すときには入力された三
角波位相に同期した方形波を、直流バイアス電圧として
出力するものである、ことを特徴とする。
【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記直流バイアス電圧発生部は、変調率
と、前記三角波位相発生部から出力される三角波位相と
を入力とし、入力された三角波位相に同期して、入力さ
れた変調率に従って振幅の異なる方形波を、直流バアイ
ス電圧として出力するものである、ことを特徴とする。
明において、前記直流バイアス電圧発生部は、変調率
と、前記三角波位相発生部から出力される三角波位相と
を入力とし、入力された三角波位相に同期して、入力さ
れた変調率に従って振幅の異なる方形波を、直流バアイ
ス電圧として出力するものである、ことを特徴とする。
【０００８】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記直流バイアス電圧発生部は、前記三角
波位相発生部から出力される三角波位相と、直流リンク
部正側電圧と、直流リンク部負側電圧と、負荷力率とを
入力として、直流リンク部正側電圧と直流リンク部負側
電圧との差の正負と負荷力率の正負とに従って、入力さ
れた三角波正弦波位相の一周期ごとに直流バイアスの正
負を決定し、決定された直流バイアスの正負に従って直
流バイアス電圧を出力するものである、ことを特徴とす
る。
明において、前記直流バイアス電圧発生部は、前記三角
波位相発生部から出力される三角波位相と、直流リンク
部正側電圧と、直流リンク部負側電圧と、負荷力率とを
入力として、直流リンク部正側電圧と直流リンク部負側
電圧との差の正負と負荷力率の正負とに従って、入力さ
れた三角波正弦波位相の一周期ごとに直流バイアスの正
負を決定し、決定された直流バイアスの正負に従って直
流バイアス電圧を出力するものである、ことを特徴とす
る。
【０００９】本発明は、上記構成によって、電圧指令が
小さいときには、直流バイアス電圧を各相電圧指令に加
えて、線間電圧は指令値通りに保ったままで各相電圧指
令値を最小オンパルス幅制限にかからない大きさに変化
させることにより、最小オンパルス幅を確保している。
そして、線間電圧としては指令値に等しくなるように制
御するとともに、正側三角波と負側三角波とが逆位相に
なるように設定した上で、直流バイアス電圧を正負交互
に与えている。これにより、スイッチング回数を増やす
ことなしに、各スイッチング素子の通流バランスをとる
ことができる。
小さいときには、直流バイアス電圧を各相電圧指令に加
えて、線間電圧は指令値通りに保ったままで各相電圧指
令値を最小オンパルス幅制限にかからない大きさに変化
させることにより、最小オンパルス幅を確保している。
そして、線間電圧としては指令値に等しくなるように制
御するとともに、正側三角波と負側三角波とが逆位相に
なるように設定した上で、直流バイアス電圧を正負交互
に与えている。これにより、スイッチング回数を増やす
ことなしに、各スイッチング素子の通流バランスをとる
ことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基いて説明する。図１は第１の実施形態の構成を示すブ
ロック図である。この実施形態のＰＷＭ制御装置は、三
相電圧指令演算部１１と、直流バイアス電圧加算部１２
と、三角波比較部１３と、直流バイアス電圧発生部１４
と、三角波位相発生部１５と、正負三角波位相差設定部
１６と、正側三角波発生部１７と、負側三角波発生部１
８とを備えている。
基いて説明する。図１は第１の実施形態の構成を示すブ
ロック図である。この実施形態のＰＷＭ制御装置は、三
相電圧指令演算部１１と、直流バイアス電圧加算部１２
と、三角波比較部１３と、直流バイアス電圧発生部１４
と、三角波位相発生部１５と、正負三角波位相差設定部
１６と、正側三角波発生部１７と、負側三角波発生部１
８とを備えている。
【００１１】三角波位相発生部１５は、三角波周波数ｆ
swを入力として、振幅が２π（π：円周率）で周波数が
ｆswののこぎり波を、三角波位相θp として出力する。
この三角波位相θp の波形を図３に示す。
swを入力として、振幅が２π（π：円周率）で周波数が
ｆswののこぎり波を、三角波位相θp として出力する。
この三角波位相θp の波形を図３に示す。
【００１２】
【数１】 正側三角波発生部１７は、三角波位相発生部１５から出
力される三角波位相θp を入力として、θp に同期し
て、振幅が直流リンク電圧Ｖdcの半分の三角波ＴＲＩp
を次の式により演算し出力する。
力される三角波位相θp を入力として、θp に同期し
て、振幅が直流リンク電圧Ｖdcの半分の三角波ＴＲＩp
を次の式により演算し出力する。
【００１３】
【数２】 正負三角波位相差設定部１６は、正負三角波位相差位相
δとしてπを出力する。
δとしてπを出力する。
【００１４】負側三角波発生部１８は、三角波位相発生
部１５から出力される三角波位相θp と、正負三角波位
相差設定部１６から出力される正負三角波位相差位相δ
との加算結果θn を入力として、θn に同期して、振幅
が直流リンク電圧Ｖdcの半分の三角波ＴＲＩn を次の式
により演算し出力する。
部１５から出力される三角波位相θp と、正負三角波位
相差設定部１６から出力される正負三角波位相差位相δ
との加算結果θn を入力として、θn に同期して、振幅
が直流リンク電圧Ｖdcの半分の三角波ＴＲＩn を次の式
により演算し出力する。
【００１５】
【数３】 三相電圧指令演算部１１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の電圧指令
Ｖu Ｒef，Ｖv Ｒef，Ｖw Ｒefを出力する。
Ｖu Ｒef，Ｖv Ｒef，Ｖw Ｒefを出力する。
【００１６】直流バイアス電圧発生部１４は、三角波位
相発生部１５から出力される三角波位相θp を入力とし
て、図３に示すように、三角波位相θp に従って、次の
計算により直流バイアス電圧Ｖbiasを出力する。 θp ＝０において、Ｖbias（Ｎ）＝−Ｖbias（Ｎ-1） （Ｎは整数） 直流バイアス電圧Ｖbiasの大きさ｜Ｖbias｜は、例え
ば、直流リンク電圧Ｖdcの１／４に設定する。 ｜Ｖbias｜＝１／４・Ｖdc 直流バイアス加算部１２は、直流バイアス電圧加算部１
４から出力されるＶbiasと、三相電圧指令演算部１１か
ら出力される三相電圧指令Ｖu Ｒef，Ｖv Ｒef，Ｖw Ｒ
efを入力し、次の演算により、新たな三相電圧指令Ｖu
，Ｖv ，Ｖw を出力する。 Ｖu ＝Ｖu Ｒef＋Ｖbias Ｖv ＝Ｖv Ｒef＋Ｖbias Ｖw ＝Ｖv Ｒef＋Ｖbias 三角波比較部１３は、直流バイアス電圧加算部１２から
出力される三相電圧指令Ｖu ，Ｖv ，Ｖw と、正側三角
波発生部１７から出力される正側三角波ＴＲＩp と、負
側三角波発生部１８から出力される負側三角波ＴＲＩn
を入力として、各相電圧指令と、正負三角波との大小比
較により、各相ＰＷＭ電圧指令Ｖu ＰＷＭ，Ｖv ＰＷ
Ｍ，Ｖw ＰＷＭを求めて出力する。
相発生部１５から出力される三角波位相θp を入力とし
て、図３に示すように、三角波位相θp に従って、次の
計算により直流バイアス電圧Ｖbiasを出力する。 θp ＝０において、Ｖbias（Ｎ）＝−Ｖbias（Ｎ-1） （Ｎは整数） 直流バイアス電圧Ｖbiasの大きさ｜Ｖbias｜は、例え
ば、直流リンク電圧Ｖdcの１／４に設定する。 ｜Ｖbias｜＝１／４・Ｖdc 直流バイアス加算部１２は、直流バイアス電圧加算部１
４から出力されるＶbiasと、三相電圧指令演算部１１か
ら出力される三相電圧指令Ｖu Ｒef，Ｖv Ｒef，Ｖw Ｒ
efを入力し、次の演算により、新たな三相電圧指令Ｖu
，Ｖv ，Ｖw を出力する。 Ｖu ＝Ｖu Ｒef＋Ｖbias Ｖv ＝Ｖv Ｒef＋Ｖbias Ｖw ＝Ｖv Ｒef＋Ｖbias 三角波比較部１３は、直流バイアス電圧加算部１２から
出力される三相電圧指令Ｖu ，Ｖv ，Ｖw と、正側三角
波発生部１７から出力される正側三角波ＴＲＩp と、負
側三角波発生部１８から出力される負側三角波ＴＲＩn
を入力として、各相電圧指令と、正負三角波との大小比
較により、各相ＰＷＭ電圧指令Ｖu ＰＷＭ，Ｖv ＰＷ
Ｍ，Ｖw ＰＷＭを求めて出力する。
【００１７】 Ｕ相について： Ｖu ≧ＴＲＩp のとき ：Ｖu ＰＷＭ＝＋Ｖdc／２ Ｖu ≦ＴＲＩn のとき ：Ｖu ＰＷＭ＝−Ｖdc／２ ＴＲＩn ＜Ｖu ＜ＴＲＩp のとき： Ｖv ＰＷＭ＝０ Ｖ相Ｗ相についても同様に、 Ｖ相について： Ｖv ≧ＴＲＩp のとき ：Ｖv ＰＷＭ＝＋Ｖdc／２ Ｖv ≦ＴＲＩn のとき ：Ｖv ＰＷＭ＝−Ｖdc／２ ＴＲＩn ＜Ｖv ＜ＴＲＩp のとき： Ｖv ＰＷＭ＝０ Ｗ相について： Ｖw ≧ＴＲＩp のとき ：Ｖw ＰＷＭ＝＋Ｖdc／２ Ｖw ≦ＴＲＩn のとき ：Ｖw ＰＷＭ＝−Ｖdc／２ ＴＲＩn ＜Ｖw ＜ＴＲＩp のとき： Ｖw ＰＷＭ＝０ 図２は、Ｕ相を例にとり、電圧指令Ｖu 、ＰＷＭ電圧指
令Ｖu ＰＷＭ、正側三角波ＴＲＩp 、負側三角波ＴＲＩ
n の相互の関係を示した波形図である。Ｕ相電圧指令Ｖ
u Ｒefに直流バイアス電圧Ｖbiasを加えて、新たなＵ相
電圧指令Ｖu とすることにより、Ｕ相ＰＷＭ電圧指令Ｖ
u ＰＷＭの各パルスのうち最も小さな幅のパルスについ
ても、最小オンパルス幅を確保することができる。そし
て、正側三角波ＴＲＩp と負側三角波ＴＲＩn との位相
をπだけずらすと共に、三角波位相θp の周期に合わせ
て直流バイアス電圧Ｖbiasの極性を交互に変化させてい
るので、スイッチング回数を増やすことなくスイッチン
グ素子の通流バランスをとることが可能になっている。
すなわち図１の構成のＰＷＭ制御装置を用いれば、電圧
指令値が小さくても、スイッチング素子の最小オンパル
ス幅制限にかかわらず指令値通りの電圧を出力すること
が可能になる。
令Ｖu ＰＷＭ、正側三角波ＴＲＩp 、負側三角波ＴＲＩ
n の相互の関係を示した波形図である。Ｕ相電圧指令Ｖ
u Ｒefに直流バイアス電圧Ｖbiasを加えて、新たなＵ相
電圧指令Ｖu とすることにより、Ｕ相ＰＷＭ電圧指令Ｖ
u ＰＷＭの各パルスのうち最も小さな幅のパルスについ
ても、最小オンパルス幅を確保することができる。そし
て、正側三角波ＴＲＩp と負側三角波ＴＲＩn との位相
をπだけずらすと共に、三角波位相θp の周期に合わせ
て直流バイアス電圧Ｖbiasの極性を交互に変化させてい
るので、スイッチング回数を増やすことなくスイッチン
グ素子の通流バランスをとることが可能になっている。
すなわち図１の構成のＰＷＭ制御装置を用いれば、電圧
指令値が小さくても、スイッチング素子の最小オンパル
ス幅制限にかかわらず指令値通りの電圧を出力すること
が可能になる。
【００１８】図４は、第２の実施形態の構成を示すブロ
ック図である。この実施形態のＰＷＭ制御装置は、三相
電圧指令演算部１１と、直流バイアス電圧加算部１２
と、三角波比較部１３と、直流バイアス電圧加算部１４
と、三角波位相発生部１５と、正負三角波位相差設定部
１６と、正側三角波発生部１７と、負側三角波発生部１
８と、ＰＷＭモード切替部１９とで構成される。
ック図である。この実施形態のＰＷＭ制御装置は、三相
電圧指令演算部１１と、直流バイアス電圧加算部１２
と、三角波比較部１３と、直流バイアス電圧加算部１４
と、三角波位相発生部１５と、正負三角波位相差設定部
１６と、正側三角波発生部１７と、負側三角波発生部１
８と、ＰＷＭモード切替部１９とで構成される。
【００１９】ＰＷＭモード切替部１９は、三相出力電圧
の変調率α（αは次のように定義する。三相電圧指令の
振幅を｜Ｖ｜とすると、α＝２×｜Ｖ｜Ｖdc、Ｖdcは直
流リンク電圧）を入力として、次の条件判別によりＰＷ
ＭモードＰＷＭmodeを出力する。すなわち、ＰＷＭモー
ド切替変調率αＣＨＧと入力された変調率αを大小比較
して、 α＞αＣＨＧのとき：ＰＷＭmode＝１（１は通常モード
を表す） α≦αＣＨＧのとき：ＰＷＭmode＝０（０は直流バイア
スモードを表す） のように「１」又は「０」を出力する。
の変調率α（αは次のように定義する。三相電圧指令の
振幅を｜Ｖ｜とすると、α＝２×｜Ｖ｜Ｖdc、Ｖdcは直
流リンク電圧）を入力として、次の条件判別によりＰＷ
ＭモードＰＷＭmodeを出力する。すなわち、ＰＷＭモー
ド切替変調率αＣＨＧと入力された変調率αを大小比較
して、 α＞αＣＨＧのとき：ＰＷＭmode＝１（１は通常モード
を表す） α≦αＣＨＧのとき：ＰＷＭmode＝０（０は直流バイア
スモードを表す） のように「１」又は「０」を出力する。
【００２０】ここで、ＰＷＭモード切替変調率αＣＨＧ
は、次の条件を満たすことが必要である。 ０＜αＣＨＧ＜０．５ αＣＨＧは、例えば０．３と設定する。
は、次の条件を満たすことが必要である。 ０＜αＣＨＧ＜０．５ αＣＨＧは、例えば０．３と設定する。
【００２１】直流バイアス電圧発生部１４は、ＰＷＭモ
ード切替部１９から出力されるＰＷＭモードＰＷＭmode
と、三角波位相発生部１５から出力される三角波位相θ
p を入力として、ＰＷＭモードＰＷＭmodeの値が０のと
きには、図３に示すように、三角波位相θp に従って、
次の計算により直流バイアス電圧Ｖbiasを出力し、ＰＷ
ＭモードＰＷＭmodeの値が１のときには、０を直流バイ
アス電圧Ｖbiasとして出力する。ＰＷＭmode＝０のとき（直流バイアスモードのとき）： θp ＝０において、Ｖbias（Ｎ）＝−Ｖbias（Ｎ-1） （Ｎは整数） 直流バイアス電圧Ｖbiasの大きさ｜Ｖbias｜は、例え
ば、直流リンク電圧Ｖdcの１／４に設定する。 ｜Ｖbias｜＝１／４・ＶdcＰＷＭmode＝１のとき（通常モードのとき）： Ｖbias＝０ 正負三角波位相差設定部１６は、ＰＷＭモード切替部１
９から出力されるＰＷＭモードＰＷＭmodeを入力とし
て、ＰＷＭmodeに従って、正負三角波位相差位相δを切
り替えて出力する。ＰＷＭmode＝０のとき（直流バイアスモードのとき）： δ＝πＰＷＭmode＝１のとき（通常モードのとき）： δ＝０ 上記以外の構成要素の動作は第一の実施形態と同様であ
るため、説明を省略する。
ード切替部１９から出力されるＰＷＭモードＰＷＭmode
と、三角波位相発生部１５から出力される三角波位相θ
p を入力として、ＰＷＭモードＰＷＭmodeの値が０のと
きには、図３に示すように、三角波位相θp に従って、
次の計算により直流バイアス電圧Ｖbiasを出力し、ＰＷ
ＭモードＰＷＭmodeの値が１のときには、０を直流バイ
アス電圧Ｖbiasとして出力する。ＰＷＭmode＝０のとき（直流バイアスモードのとき）： θp ＝０において、Ｖbias（Ｎ）＝−Ｖbias（Ｎ-1） （Ｎは整数） 直流バイアス電圧Ｖbiasの大きさ｜Ｖbias｜は、例え
ば、直流リンク電圧Ｖdcの１／４に設定する。 ｜Ｖbias｜＝１／４・ＶdcＰＷＭmode＝１のとき（通常モードのとき）： Ｖbias＝０ 正負三角波位相差設定部１６は、ＰＷＭモード切替部１
９から出力されるＰＷＭモードＰＷＭmodeを入力とし
て、ＰＷＭmodeに従って、正負三角波位相差位相δを切
り替えて出力する。ＰＷＭmode＝０のとき（直流バイアスモードのとき）： δ＝πＰＷＭmode＝１のとき（通常モードのとき）： δ＝０ 上記以外の構成要素の動作は第一の実施形態と同様であ
るため、説明を省略する。
【００２２】次に、第３の実施形態を図５により説明す
る。これは、第１の実施形態において、直流バイアス電
圧を変調率αによって変化させるようにしたものであ
る。すなわち、この実施形態の直流バイアス電圧発生部
１４は、変調率αと、三角波位相発生部１５から出力さ
れる三角波位相θp を入力として、あらかじめ記憶して
おいた直流バイアス電圧Ｖbiasを入力に従って出力す
る。そして、図３に示すように、三角波位相θp に従っ
て、次の計算により直流バイアス電圧Ｖbiasを出力す
る。 θp ＝０において、Ｖbias（Ｎ）＝Ｖbias（Ｎ-1） （Ｎは整数） 直流バイアス電圧Ｖbiasの大きさ｜Ｖbias｜は、例え
ば、変調率αによって次のように設定する。 ｜Ｖbias｜＝Ｖdc×α／２ その他の構成要素の動作は、第一の実施形態と同様であ
るため、説明を省略する。
る。これは、第１の実施形態において、直流バイアス電
圧を変調率αによって変化させるようにしたものであ
る。すなわち、この実施形態の直流バイアス電圧発生部
１４は、変調率αと、三角波位相発生部１５から出力さ
れる三角波位相θp を入力として、あらかじめ記憶して
おいた直流バイアス電圧Ｖbiasを入力に従って出力す
る。そして、図３に示すように、三角波位相θp に従っ
て、次の計算により直流バイアス電圧Ｖbiasを出力す
る。 θp ＝０において、Ｖbias（Ｎ）＝Ｖbias（Ｎ-1） （Ｎは整数） 直流バイアス電圧Ｖbiasの大きさ｜Ｖbias｜は、例え
ば、変調率αによって次のように設定する。 ｜Ｖbias｜＝Ｖdc×α／２ その他の構成要素の動作は、第一の実施形態と同様であ
るため、説明を省略する。
【００２３】次に、第４の実施形態を図６により説明す
る。これは、第一の実施形態において、ＮＰＣインバー
タの直流リンク電圧中性点電位変動を抑制する制御を加
えたものである。この実施形態における直流バイアス電
圧発生部１４は、直流リンク正側電圧ＶdcＰと直流リン
ク部負側電圧ＶdcＭと、インバータ出力電圧と電流の位
相差φから求められる負荷力率cos φと、三角波位相発
生部１５から出力される三角波位相θp を入力として、
次の手順で直流バイアス電圧Ｖbiasを求めて出力する。
る。これは、第一の実施形態において、ＮＰＣインバー
タの直流リンク電圧中性点電位変動を抑制する制御を加
えたものである。この実施形態における直流バイアス電
圧発生部１４は、直流リンク正側電圧ＶdcＰと直流リン
ク部負側電圧ＶdcＭと、インバータ出力電圧と電流の位
相差φから求められる負荷力率cos φと、三角波位相発
生部１５から出力される三角波位相θp を入力として、
次の手順で直流バイアス電圧Ｖbiasを求めて出力する。
【００２４】すなわち、まず、直流リンク部正側電圧Ｖ
dcＰと直流リンク部負側電圧ＶdeＭとの差を直流リンク
部電圧差ΔＶdcとして演算し、符号判別して直流リンク
電圧差符号ＰＭdcを求める。 入力された負荷力率cos φの符号判別を行い、負荷力率
符号ＰＭＬを求める。 直流リンク電圧の大きさ｜Ｖbias｜は、例えばＶdc／４
とする。直流バイアス電圧指令ＶbiasＲefを次の演算に
より求める。 ＶbiasＲef＝ＰＭＬ×ＰＭdc×｜Ｖbias｜ 入力された三角波位相θp がθp ＝０のときの直流バイ
アス電圧指令ＶbiasＲefを直流バイアス電圧Ｖbiasとし
て出力し、次に値が変更されるまで直流バイアス電圧Ｖ
biasは、その値に保持する。 その他の構成要素の動作は第一の実施形態と同様である
ため、説明を省略する。
dcＰと直流リンク部負側電圧ＶdeＭとの差を直流リンク
部電圧差ΔＶdcとして演算し、符号判別して直流リンク
電圧差符号ＰＭdcを求める。 入力された負荷力率cos φの符号判別を行い、負荷力率
符号ＰＭＬを求める。 直流リンク電圧の大きさ｜Ｖbias｜は、例えばＶdc／４
とする。直流バイアス電圧指令ＶbiasＲefを次の演算に
より求める。 ＶbiasＲef＝ＰＭＬ×ＰＭdc×｜Ｖbias｜ 入力された三角波位相θp がθp ＝０のときの直流バイ
アス電圧指令ＶbiasＲefを直流バイアス電圧Ｖbiasとし
て出力し、次に値が変更されるまで直流バイアス電圧Ｖ
biasは、その値に保持する。 その他の構成要素の動作は第一の実施形態と同様である
ため、説明を省略する。
【００２５】上記の構成により、直流リンク電圧の中性
点電位の変動を抑制させながら、電圧指令値が小さくて
も、スイッチング素子の最小オンパルス幅制限にかから
ずに指令値通りの電圧を出力することが可能になる。
点電位の変動を抑制させながら、電圧指令値が小さくて
も、スイッチング素子の最小オンパルス幅制限にかから
ずに指令値通りの電圧を出力することが可能になる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電圧指
令が小さいときには、直流バイアス電圧を各相電圧指令
に加え、線間電圧は指令値通りに保ち各相電圧指令値を
最小オンパルス幅制限にかからない大きさに変化させる
ようにしたので、最小オンパルス幅を確保しながら、線
間電圧としては指令値に等しくなるように制御すること
ができる。この場合、正側三角波と負側三角波とが逆位
相になるように設定した上で、直流バイアス電圧を正負
交互に与えるようにしているので、スイッチング回数を
増やすことなしに、各スイッチング素子の通流バランス
をとることができる。
令が小さいときには、直流バイアス電圧を各相電圧指令
に加え、線間電圧は指令値通りに保ち各相電圧指令値を
最小オンパルス幅制限にかからない大きさに変化させる
ようにしたので、最小オンパルス幅を確保しながら、線
間電圧としては指令値に等しくなるように制御すること
ができる。この場合、正側三角波と負側三角波とが逆位
相になるように設定した上で、直流バイアス電圧を正負
交互に与えるようにしているので、スイッチング回数を
増やすことなしに、各スイッチング素子の通流バランス
をとることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック
図。
図。
【図２】第１の実施形態における三角波比較を説明する
ための波形図。
ための波形図。
【図３】第１の実施形態における直流バイアス電圧発生
部の動作を説明するための波形図。
部の動作を説明するための波形図。
【図４】本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック
図。
図。
【図５】本発明の第３の実施形態における直流バイアス
電圧発生部についてのブロック図。
電圧発生部についてのブロック図。
【図６】本発明の第４の実施形態における直流バイアス
電圧発生部の構成を示すブロック図。
電圧発生部の構成を示すブロック図。
【図７】従来例の構成を示すブロック図。
１１ 三相電圧指令演算部 １２ 直流バイアス電圧加算部 １３ 三角波比較部 １４ 直流バイアス電圧発生部 １５ 三角波位相発生部 １６ 正負三角波位相差設定部 １７ 正側三角波発生部 １８ 負側三角波発生部 １９ ＰＷＭモード切替部
Claims (4)
- 【請求項１】三相電圧指令を演算して出力する三相電圧
指令演算部と、 三角波周波数を入力として、入力された周波数で振幅２
πの鋸波を三角波位相として出力する三角波位相発生部
と、 前記三角波位相発生部から出力される三角波位相を入力
とし、入力された三角波位相に同期して、インバータの
直流リンク電圧の半分を振幅とした三角波を演算して正
側三角波として出力する正側三角波発生部と、 正負三角波位相差設定部としての値πを出力する正負三
角波位相差設定部と、 前記三角波位相発生部から出力される三角波位相と前記
正負三角波位相差設定部から出力される正負三角波位相
との加算値を入力とし、入力された位相に同期して、イ
ンバータの直流リンク電圧の半分を振幅とした三角波を
演算して負側三角波として出力する負側三角波発生部
と、 前記三角波位相発生部から出力される三角波位相を入力
とし、入力された三角波位相に同期した方形波を直流バ
イアス電圧として出力する直流バイアス電圧発生部と、 前記三相電圧指令演算部から出力される三相電圧指令
と、前記直流バイアス電圧発生部から出力される直流バ
イアス電圧を入力として、三相電圧指令に直流バイアス
電圧をそれぞれ加算して、新たな三相電圧指令として出
力する直流バイアス電圧加算部と、 前記直流バイアス電圧加算部から出力される三相電圧指
令と、前記正側三角波発生部から出力される正側三角波
と、前記負側三角波発生部から出力される負側三角波と
を入力とし、三相電圧指令と、正側三角波及び負側三角
波との大小比較により三相ＰＷＭ電圧指令を出力する三
角波比較部と、 を備えたことを特徴とするＮＰＣインバータのＰＷＭ制
御装置。 - 【請求項２】請求項１記載のＮＰＣインバータのＰＷＭ
制御装置において、 変調率を入力として、変調率に従ってＰＷＭモードを出
力するＰＷＭモード切替部を備え、 前記正負三角波位相差設定部は、前記ＰＷＭモード切替
部から出力されるＰＷＭモードを入力とし、入力された
ＰＷＭモードに従って値π又は０のいずれかを選択して
正負三角波位相差として出力するものであり、 前記直流バイアス電圧発生部は、前記ＰＷＭモード切替
部から出力されるＰＷＭモードと、前記三角波位相発生
部から出力される三角波位相を入力とし、ＰＷＭモード
に従って、ＰＷＭモードが通常モードを表すときには値
０を、ＰＷＭモードが直流バイアスモードを表すときに
は入力された三角波位相に同期した方形波を、直流バイ
アス電圧として出力するものである、 ことを特徴とするＮＰＣインバータのＰＷＭ制御装置。 - 【請求項３】請求項１記載のＮＰＣインバータのＰＷＭ
制御装置において、 前記直流バイアス電圧発生部は、変調率と、前記三角波
位相発生部から出力される三角波位相とを入力とし、入
力された三角波位相に同期して、入力された変調率に従
って振幅の異なる方形波を、直流バアイス電圧として出
力するものである、 ことを特徴とするＮＰＣインバータのＰＷＭ制御装置。 - 【請求項４】請求項１記載のＮＰＣインバータのＰＷＭ
制御装置において、 前記直流バイアス電圧発生部は、前記三角波位相発生部
から出力される三角波位相と、直流リンク部正側電圧
と、直流リンク部負側電圧と、負荷力率とを入力とし
て、直流リンク部正側電圧と直流リンク部負側電圧との
差の正負と負荷力率の正負とに従って、入力された三角
波正弦波位相の一周期ごとに直流バイアスの正負を決定
し、決定された直流バイアスの正負に従って直流バイア
ス電圧を出力するものである、 ことを特徴とするＮＰＣインバータのＰＷＭ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22551295A JP3182322B2 (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | Ｎｐｃインバータのｐｗｍ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22551295A JP3182322B2 (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | Ｎｐｃインバータのｐｗｍ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0974767A true JPH0974767A (ja) | 1997-03-18 |
| JP3182322B2 JP3182322B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=16830486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22551295A Expired - Lifetime JP3182322B2 (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | Ｎｐｃインバータのｐｗｍ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3182322B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005312274A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 交流電動機の制御装置 |
| JP2006141090A (ja) * | 2004-11-10 | 2006-06-01 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 半導体電力変換装置 |
| WO2013073678A1 (ja) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | 株式会社明電舎 | 中性点クランプ型マルチレベル電力変換装置 |
| JP2014082839A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | ３レベル電力変換装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6082491B1 (ja) * | 2016-05-26 | 2017-02-15 | 株式会社タイコー | 嵩上具及びこれを用いた嵩上方法 |
-
1995
- 1995-09-01 JP JP22551295A patent/JP3182322B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005312274A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 交流電動機の制御装置 |
| JP2006141090A (ja) * | 2004-11-10 | 2006-06-01 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 半導体電力変換装置 |
| JP4498891B2 (ja) * | 2004-11-10 | 2010-07-07 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 半導体電力変換装置 |
| WO2013073678A1 (ja) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | 株式会社明電舎 | 中性点クランプ型マルチレベル電力変換装置 |
| US9531296B2 (en) | 2011-11-18 | 2016-12-27 | Meidensha Corporation | Neutral-point-clamped multilevel power conversion device |
| JP2014082839A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | ３レベル電力変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3182322B2 (ja) | 2001-07-03 |
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