JPH1052062A - Controller for three-level inverter - Google Patents

Controller for three-level inverter

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Publication number
JPH1052062A
JPH1052062A JP8202136A JP20213696A JPH1052062A JP H1052062 A JPH1052062 A JP H1052062A JP 8202136 A JP8202136 A JP 8202136A JP 20213696 A JP20213696 A JP 20213696A JP H1052062 A JPH1052062 A JP H1052062A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
limit value
voltage command
semiconductor switching
point
switching elements
Prior art date
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Pending
Application number
JP8202136A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiwamu Suzuki
究 鈴木
Hiroshi Osawa
博 大沢
Akio Suzuki
明夫 鈴木
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH1052062A publication Critical patent/JPH1052062A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the breakage of the semiconductor switching element of the main circuit and stably control the element, by providing a limiting value for limiting a voltage command so that the command cannot exceed the amplitude of carriers, and controlling the voltage command based on the limiting value. SOLUTION: A voltage command V* is generated by multiplying a signal outputted from a waveform generating circuit 51 based on the phase of a voltage command by a modulation factor λ* and a bias B is added to or subtracted form the command V* by means of adders 66 and 65. A PWM signal is generated based on voltage commands VA* and VB* thus obtained. When the modulation factor λ* does not exceed a limiting value (Lmax -B), the outputs of correction amount computing circuits 36 and 37 become '0'. In an area where the magnitude of the modulation factor λ* exceeds the limiting value (Lmax -B), on the other hand, the voltage command values VA* and VB* are limited to the limiting value Lmax , because the value obtained by adding or subtracting the bias B to the voltage command V* exceeds the limiting value Lmax . Then, the output meeting the voltage command is outputted by correcting the shortage with the other voltage command.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各相の出力電圧と
して3値を出力可能な3レベルインバータの制御装置に
関し、詳しくは、PWM(パルス幅変調)制御による3
レベルインバータの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a three-level inverter capable of outputting three values as output voltages of respective phases, and more particularly, to a three-level inverter control device using PWM (pulse width modulation) control.
The present invention relates to a level inverter control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図16は、3レベルインバータの主回路
構成の一例を示している。図において、101は直流入
力コンデンサとしての正側コンデンサ、102は同じく
負側コンデンサ、81〜92は半導体スイッチング素子
としての逆導通ゲートターンオフサイリスタ(以下、単
にGTOという)、93〜98は結合ダイオード、10
3は負荷としてのモータ、110は直流電源である。ま
た、正側コンデンサ101と負側コンデンサ102との
接続点Oは中性点である。
2. Description of the Related Art FIG. 16 shows an example of a main circuit configuration of a three-level inverter. In the figure, 101 is a positive side capacitor as a DC input capacitor, 102 is a negative side capacitor, 81 to 92 are reverse conducting gate turn-off thyristors (hereinafter simply referred to as GTO) as semiconductor switching elements, 93 to 98 are coupling diodes, 10
Reference numeral 3 denotes a motor as a load, and 110 denotes a DC power supply. The connection point O between the positive side capacitor 101 and the negative side capacitor 102 is a neutral point.

【0003】この種の3レベルインバータは、図16の
主回路構成においてコンデンサ101,102の直列回
路に加わる直流電圧をEdとすると、R,S,T各相の
出力電圧として+Ed/2,0(零電位),−Ed/2の3
値を出力できるという特徴を持つ。このため、各相の出
力電圧として+Ed/2,−Ed/2の2値を出力する2レ
ベルインバータと比べて出力電圧の出力レベル数が増加
し、高調波を低減できるという長所を持っている。この
3レベルインバータの主回路構成については、例えば特
開昭56−74088号公報に記載されている。
In this type of three-level inverter, assuming that the DC voltage applied to the series circuit of the capacitors 101 and 102 in the main circuit configuration of FIG. 16 is E d , the output voltage of each of the R, S, and T phases is + E d / 2. , 0 (zero potential), −E d / 2
It has the feature of being able to output values. Therefore, as compared with a two-level inverter that outputs two values of + E d / 2 and −E d / 2 as the output voltage of each phase, the number of output levels of the output voltage is increased and the harmonics can be reduced. ing. The main circuit configuration of the three-level inverter is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-74088.

【0004】3レベルインバータでは、主回路のスイッ
チング素子を動作させるPWM信号の発生方式として様
々な方式があるが、代表的なものにユニポーラ変調方式
及びダイポーラ変調方式がある。ユニポーラ変調方式
は、図22(3)に示すように、出力相電圧、例えばR
相電圧VRの波形の一周期間において、半周期間は零電
位と正側電位(+Ed/2)とを繰り返すパルス列を出力
し、残りの半周期間は零電位と負側電位(−Ed/2)と
を繰り返すパルス列を出力する点が特徴である。なお、
図22(1)は電圧指令を、図22(2)はR相の2つ
の電圧指令と搬送波(三角波)との比較原理を示す図で
ある。
In a three-level inverter, there are various methods for generating a PWM signal for operating a switching element of a main circuit, and typical examples include a unipolar modulation method and a dipolar modulation method. The unipolar modulation method uses an output phase voltage, for example, R, as shown in FIG.
During one cycle of the waveform of the phase voltage V R, a pulse train that repeats the zero potential and the positive potential (+ E d / 2) for a half cycle is output, and the zero potential and the negative potential (−E d / The feature is that a pulse train that repeats 2) is output. In addition,
FIG. 22A illustrates a voltage command, and FIG. 22B illustrates a principle of comparison between two R-phase voltage commands and a carrier (triangular wave).

【0005】一方、ダイポーラ変調方式は、図18
(3)に示すように、出力相電圧VRの波形において、
正側電位(+Ed/2)と負側電位(−Ed/2)とを零電
位を経由しながら交互に出力するパルス列からなること
が特徴である。ここで、図18(1)は電圧指令を、図
18(2)は2つの電圧指令と搬送波との比較原理を示
す図である。
On the other hand, the dipolar modulation method is shown in FIG.
As shown in (3), in the waveform of the output phase voltage V R,
That a pulse train and outputs the positive potential (+ E d / 2) and the lower voltage (-E d / 2) are alternately while through the zero potential is characterized. Here, FIG. 18A is a diagram illustrating a voltage command, and FIG. 18B is a diagram illustrating a principle of comparison between two voltage commands and a carrier.

【0006】これらの変調方式に関する従来技術とし
て、「A NOVEL APPROACH TO THEGENERATION AND
OPTIMIZATION OF THREE - LEBEL PWM WAVE FORM
S」(PESC '88 Record. April 1988)(以下、文献1
とする)の1255〜1262頁に、3レベルインバー
タの高調波低減を目的として、ダイポーラ変調とユニポ
ーラ変調とを出力電圧の大きさにより切り替えることが
記載されている。
As a prior art relating to these modulation methods, “A NOVEL APPROACH TO THEGENERATION AND
OPTIMIZATION OF THREE-LEBEL PWM WAVE FORM
S ”(PESC '88 Record. April 1988)
Pp. 1255 to 1262 describes switching between dipolar modulation and unipolar modulation depending on the magnitude of the output voltage for the purpose of reducing harmonics of a three-level inverter.

【0007】図24及び図25は、上記文献1に記載さ
れているダイポーラ変調及びユニポーラ変調のPWM方
式の原理図である。これらの図から明らかなように、文
献1の従来技術は、ダイポーラ変調とユニポーラ変調と
では三角波と電圧指令との比較方法が異なるので、変調
方式を切り替える際には三角波及び電圧指令双方の位相
を厳密に制御しなくてはならない。
FIGS. 24 and 25 are diagrams showing the principle of the PWM method of the dipolar modulation and the unipolar modulation described in the above reference 1. FIG. As is apparent from these figures, in the prior art of Document 1, the comparison method between the triangular wave and the voltage command is different between the dipolar modulation and the unipolar modulation. It must be strictly controlled.

【0008】別の従来技術として、特開平5−1461
62号公報(以下、文献2とする)には、ダイポーラ変
調から部分ダイポーラ変調に移行する記述がある。ここ
で、部分ダイポーラ変調は、図20(3)に示すよう
に、出力相電圧の波形の1周期間において、ユニポーラ
変調の特徴である零電位と正側電位(+Ed/2)とを繰
り返すパルス列を出力する期間と、零電位と負側電位
(−Ed/2)とを繰り返すパルス列を出力する期間とを
持つと共に、ダイポーラ変調の特徴である正側電位(+
d/2)と負側電位(−Ed/2)とを零電位を経由しな
がら交互に出力するパルス列を持つ方式である。なお、
図20(1)は電圧指令を、図20(2)は2つの電圧
指令と搬送波との比較原理を示す図である。
Another prior art is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-1461.
Japanese Patent Publication No. 62 (hereinafter referred to as Document 2) describes a shift from dipolar modulation to partial dipolar modulation. Here, in the partial dipolar modulation, as shown in FIG. 20 (3), zero potential and positive potential (+ E d / 2) which are characteristics of unipolar modulation are repeated during one cycle of the waveform of the output phase voltage. It has a period during which a pulse train is output, a period during which a pulse train repeating a zero potential and a negative potential (−E d / 2) is output, and a positive potential (+) which is a characteristic of dipolar modulation.
E d / 2) and a negative potential (−E d / 2) are alternately output while passing a zero potential. In addition,
FIG. 20A illustrates a voltage command, and FIG. 20B illustrates a principle of comparison between two voltage commands and a carrier.

【0009】更に別の従来技術として、特開平5−14
6160号公報(以下、文献3とする)及び特開平6−
30564号公報(以下、文献4とする)には、上述し
たダイポーラ変調、部分ダイポーラ変調、ユニポーラ変
調を含む変調方式間の移行方法を示す記述がある。この
うち、文献4に示された変調方式の説明図には、異なっ
た2つの電圧指令をそれぞれ位相の異なる2つの搬送波
と比較してPWM信号を発生する方法が示されている。
As another prior art, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
No. 6160 (hereinafter referred to as Document 3) and
Japanese Patent No. 30564 (hereinafter referred to as Reference 4) has a description showing a method of transition between modulation methods including the above-described dipolar modulation, partial dipolar modulation, and unipolar modulation. Among them, the explanatory diagram of the modulation method shown in Document 4 shows a method of generating a PWM signal by comparing two different voltage commands with two carrier waves having different phases.

【0010】以上に示した従来技術は、ダイポーラ変調
から他の変調方式に移行することで出力電圧の低い領域
から高い領域までを制御しようとするものであるが、他
の従来技術である特開平7−194133号公報(以
下、文献5とする)には、ダイポーラ変調により零電圧
を含む低い電圧からある程度高い電圧まで連続的に電圧
を制御する方法が紹介されている。
The prior art described above attempts to control from a low output voltage range to a high output voltage range by shifting from dipolar modulation to another modulation method. Japanese Patent Application Publication No. 7-194133 (hereinafter referred to as Document 5) introduces a method of continuously controlling a voltage from a low voltage including zero voltage to a somewhat high voltage by dipolar modulation.

【0011】この文献5に係る従来技術を、図17〜図
19を用いて説明する。図17は3レベルインバータの
1相分(例えば、図16におけるR相)の主回路及びそ
の制御ブロック図であり、図18及び図19は制御方法
を説明するためのダイポーラ変調及び非対称ダイポーラ
変調の原理図である。
A conventional technique according to the document 5 will be described with reference to FIGS. FIG. 17 is a main circuit for one phase of the three-level inverter (for example, the R phase in FIG. 16) and its control block diagram. FIGS. 18 and 19 show dipolar modulation and asymmetric dipolar modulation for explaining a control method. FIG.

【0012】まず、図17において、図18(1)の電
圧指令V*に対してバイアス量設定回路1により出力さ
れたバイアス量Bを加算器66,65により各々加減算
し、制限回路31,32及び補正量演算回路36,37
に導く。補正量演算回路36,37は補正量S1,S2
演算し、これらを加算器68,67により制限回路3
2,31の出力にそれぞれ加算することにより、電圧指
令VB *,VA *がそれぞれ求められる。
First, in FIG. 17, adders 66 and 65 respectively add / subtract the bias amount B output by the bias amount setting circuit 1 with respect to the voltage command V * of FIG. And correction amount calculation circuits 36 and 37
Lead to. The correction amount calculation circuits 36 and 37 calculate the correction amounts S 1 and S 2 , and these are added by the adders 68 and 67 to the limiting circuit 3.
Voltage commands V B * and V A * are respectively obtained by adding the outputs to the outputs 2 and 31.

【0013】電圧指令VA *は比較器61に導かれて搬送
波発振器52からの搬送波と比較され、その結果がGT
O81のスイッチングを行うPWM信号P1となる。ま
た、電圧指令VB *は比較器62に導かれて搬送波と比較
され、その結果がGTO82のスイッチングを行うPW
M信号P2となる。更に、PWM信号P1,P2はそれぞれ
反転回路71,72に導かれ、これらの出力がGTO8
3,84のスイッチングを行うPWM信号P3,P4とな
る。なお、図17において、3は電圧指令V*の振幅を
制限する制限値設定回路である。
The voltage command V A * is guided to a comparator 61 and compared with a carrier wave from a carrier oscillator 52.
The PWM signal P 1 for switching the O81. Further, the voltage command V B * is guided to the comparator 62 and compared with the carrier, and the result is used as the PW for switching the GTO 82.
The M signal P 2. Further, the PWM signals P 1 and P 2 are led to inverting circuits 71 and 72, respectively, and their outputs are output to GTO8.
The PWM signals P 3 and P 4 for performing switching of 3 , 84 are obtained. In FIG. 17, reference numeral 3 denotes a limit value setting circuit for limiting the amplitude of the voltage command V * .

【0014】そして、他の相についても同様にPWM信
号を求め、図16に示したGTO85〜92をスイッチ
ングする。前述のごとく、図18(3)はR相の出力電
圧V Rの波形である。
[0014] The PWM signals are similarly applied to the other phases.
No. and switch GTO 85-92 shown in FIG.
To run. As described above, FIG.
Pressure V RIt is a waveform of.

【0015】一般に、インバータにおいて電圧指令V*
は変調率λ*と電圧指令の波形を示す関数f(θ)との
積により表される。例えば、電圧指令の波形を数式1に
示す正弦波とすると、電圧指令V*は数式2のようにな
る。
In general, a voltage command V * in an inverter
Is represented by the product of the modulation factor λ * and the function f (θ) indicating the waveform of the voltage command. For example, assuming that the waveform of the voltage command is a sine wave shown in Equation 1, the voltage command V * is as shown in Equation 2.

【0016】[0016]

【数1】f(θ)=sinθF (θ) = sin θ

【0017】[0017]

【数2】V**・sinθ## EQU2 ## V * = λ * · sin θ

【0018】いま、図18(1)のように変調率λ*
大きさが0≦λ*≦(Lmax−B)の状態では、電圧指令
*の大きさは(Lmax−B)を越えることがない。ここ
で、Lmaxは電圧指令の制限値、Bはバイアス量であ
る。このとき、電圧指令V*にバイアス量Bを加算また
は減算した値は搬送波Cの振幅を越えることがないた
め、補正量S1=S2=0となる。よって、図18におい
て、電圧指令V*に一定のバイアス量Bを減算または加
算したものがそのまま電圧指令VA *またはVB *となり、
これらの関係は数式3、数式4のようになる。
Now, when the magnitude of the modulation factor λ * is 0 ≦ λ * ≦ ( Lmax− B) as shown in FIG. 18A, the magnitude of the voltage command V * is ( Lmax− B). Never exceed. Here, Lmax is the limit value of the voltage command, and B is the bias amount. At this time, since the value obtained by adding or subtracting the bias amount B from the voltage command V * does not exceed the amplitude of the carrier C, the correction amount S 1 = S 2 = 0. Therefore, in FIG. 18, the voltage command V * to the constant bias amount B subtraction or those obtained by adding the intact voltage command V A * or V B *, and the
These relationships are as shown in Equations 3 and 4.

【0019】[0019]

【数3】VA *=V*−B## EQU3 ## VA * = V * -B

【0020】[0020]

【数4】VB *=V*+BV B * = V * + B

【0021】一方、図19(1)のように変調率λ*
大きさが(Lmax−B)を越える領域では、電圧指令V*
にバイアス量Bを加算または減算して得られた値は図1
9の斜線部,で制限値Lmaxを越えてしまう。この
ような場合は、斜線部,では電圧指令が制限値を越
えないように大きさを制限する。しかし、このままでは
必要な出力電圧が得られなくなるので、VB *の斜線部
をVA *の斜線部で不足分だけ補正(補正量:S1)し、
電圧指令通りの出力電圧を得るようにする。このとき、
電圧指令VA *,VB *は数式5、数式6によって表され
る。
[0021] On the other hand, in the region beyond the modulation rate lambda * size as shown in FIG. 19 (1) of the (L max -B), the voltage command V *
The value obtained by adding or subtracting the bias amount B from FIG.
The hatched portion 9 exceeds the limit value Lmax . In such a case, the size of the hatched portion is limited so that the voltage command does not exceed the limit value. However, since not obtained the required output voltage in this state, only the shortage correcting the hatched portion of the V B * in the shaded portion of the V A * (correction: S 1) and,
Obtain the output voltage according to the voltage command. At this time,
* The voltage command V A, V B * is expressed by Equation 5, Equation 6.

【0022】[0022]

【数5】VA *=V*−B+S1 [Number 5] V A * = V * -B + S 1

【0023】[0023]

【数6】VB *=Lmax ## EQU6 ## V B * = L max

【0024】また、数式5における補正量S1は数式7
により表されるので、電圧指令VA *は数式8のようにな
る。
Further, the correction amount S 1 in the equation (5) is calculated by the equation (7).
Thus, the voltage command V A * is represented by Expression 8.

【0025】[0025]

【数7】S1=V*−(Lmax−B)S 1 = V * − (L max −B)

【0026】[0026]

【数8】VA *=2V*−Lmax [Equation 8] V A * = 2V * -L max

【0027】同様に、制限値Lmaxを越えているVA *
斜線部は、電圧指令通りの出力電圧が得られるように
B *の斜線部について補正(補正量:S2)を加える。
このとき、電圧指令V*,VA *,VB *の関係は数式9、数
式10により表される。
[0027] Similarly, the shaded portion of the V A * that exceeds the limit value L max, the correction for the hatched portion of the V B * as the output voltage of the voltage command as obtained (correction: S 2) is added .
At this time, * the voltage command V, V A *, the relationship V B * is expressed by Equation 9, Equation 10.

【0028】[0028]

【数9】VA *=−Lmax [Equation 9] V A * = -L max

【0029】[0029]

【数10】VB *=V*+B−S2 [Number 10] V B * = V * + B -S 2

【0030】また、数式10の補正量S2は数式11に
より表されるので、電圧指令VB *は数式12となる。
Further, since the correction amount S 2 in Expression 10 is expressed by Expression 11, the voltage command V B * is expressed by Expression 12.

【0031】[0031]

【数11】S2=V*+(Lmax−B)S 2 = V * + (L max −B)

【0032】[0032]

【数12】VB *=2V*+Lmax [Number 12] V B * = 2V * + L max

【0033】なお、上記以外の電圧指令V*の大きさが
(Lmax−B)を越えない領域では、補正量S1=S2
0となり、このとき、電圧指令VA *,VB *はそれぞれ前
記数式3、数式4により表される。ここで、図17にお
ける補正量演算回路36,37は、電圧指令の大きさに
応じてそれぞれ数式13、数式14に示す補正量S1,S
2を演算する。
In a region where the magnitude of the voltage command V * does not exceed ( Lmax- B), the correction amount S 1 = S 2 =
0, this time, * the voltage command V A, V B *, respectively Equation 3 is expressed by Equation 4. Here, the correction amount calculation circuits 36 and 37 in FIG. 17 calculate the correction amounts S 1 and S 1 shown in Expressions 13 and 14, respectively, according to the magnitude of the voltage command.
Calculate 2 .

【0034】[0034]

【数13】 (Equation 13)

【0035】[0035]

【数14】 [Equation 14]

【0036】上述した従来技術では、出力電圧を零から
最大値まで電圧指令に対して連続的に制御可能である
が、補正量が大きくなると2つの電圧指令が重なり、2
個の主回路スイッチング素子(例えば図16のR相では
GTO81と82及びGTO83と84)を同時にオン
オフするPWM信号が発生する。また、補正量が更に大
きくなると、制限値により固定されている一方の電圧指
令を他方の補正を受けた電圧指令が越える結果、3レベ
ルインバータでは禁止されているスイッチング状態(例
えば図16のR相ではGTO81,84がオンする状
態)となる。
In the prior art described above, the output voltage can be continuously controlled from zero to the maximum value with respect to the voltage command. However, when the correction amount is large, the two voltage commands overlap, and
A PWM signal for simultaneously turning on and off the main circuit switching elements (for example, GTOs 81 and 82 and GTOs 83 and 84 in the R phase in FIG. 16) is generated. Further, when the correction amount further increases, one voltage command fixed by the limit value exceeds the other corrected voltage command. As a result, the switching state prohibited by the three-level inverter (for example, the R-phase in FIG. 16). In this state, the GTOs 81 and 84 are turned on).

【0037】[0037]

【発明が解決しようとする課題】前記文献1の従来技術
では、ダイポーラ変調とユニポーラ変調とでは三角波と
電圧指令との比較方法が異なり、変調方式の切り替え時
に三角波と電圧指令との両方の位相を厳密に制御、管理
しなくてはならず、制御方式が複雑になるという問題が
ある。
In the prior art of the above-mentioned document 1, the comparison method between the triangular wave and the voltage command is different between the dipolar modulation and the unipolar modulation, and the phase of both the triangular wave and the voltage command is changed when the modulation method is switched. There is a problem that control and management must be strictly performed, and the control method becomes complicated.

【0038】前記文献3及び文献4の従来技術では、電
圧指令と三角波との比較方式は同一であるが、異なった
2つの電圧指令を位相の異なる2つの三角波と比較する
ため制御方式が複雑になるという問題がある。また、変
調方式の移行時に電圧指令が搬送波の振幅(ピーク値)
付近で発生するPWM信号のパルス幅について特に考慮
されていないため、次のような別の問題を生じる。
In the prior arts of Documents 3 and 4, the comparison method between the voltage command and the triangular wave is the same, but the control method is complicated because two different voltage commands are compared with the two triangle waves having different phases. Problem. In addition, the voltage command is the amplitude (peak value) of the carrier at the time of the shift of the modulation method.
Since the pulse width of the PWM signal generated in the vicinity is not particularly considered, another problem as described below occurs.

【0039】すなわち、一般にインバータでは主回路動
作の制約上、スイッチング素子をオン(またはオフ)す
るPWM信号のパルス幅最小値が決められている。この
パルス幅最小値よりも狭い幅のパルスをスイッチング素
子に与えると、素子は十分にオン(またはオフ)できな
くなり、素子破壊を招くおそれがある。
That is, in general, the pulse width minimum value of the PWM signal for turning on (or off) the switching element is determined due to the restriction of the operation of the main circuit in the inverter. If a pulse having a width smaller than the minimum pulse width is given to the switching element, the element cannot be sufficiently turned on (or turned off), which may cause element destruction.

【0040】また、従来技術では述べられていないが、
通常、上述したような素子破壊を防止するために、パル
ス幅最小値よりも狭い幅のパルスが発生するような領域
では、素子破壊を防ぐために別の手段により、パルス幅
を最小値に固定するかパルスが発生しないようにパルス
幅を零にしている。しかし、このようにパルス幅を固定
すると、電圧指令に対して必要なパルス幅を得ることが
できないため、出力電圧を制御できなくなるという別の
事態を生じる。なお、このようなパルス幅最小値の問題
は、前記文献2の従来技術についても同様である。
Although not described in the prior art,
Usually, in a region where a pulse having a width smaller than the minimum pulse width is generated in order to prevent the above-described element destruction, the pulse width is fixed to the minimum value by another means to prevent the element destruction. The pulse width is set to zero so that no pulse is generated. However, if the pulse width is fixed in this way, another pulse width cannot be obtained because a pulse width required for a voltage command cannot be obtained. Note that such a problem of the minimum pulse width is the same as in the related art of the above-mentioned Document 2.

【0041】更に、前記文献5の従来技術では、出力電
圧の全領域をダイポーラ変調にて実現しているので、上
述したような制御方式が複雑になる問題やパルス幅最小
値による問題は発生しない。しかるに、従来技術の最後
に述べたような、3レベルインバータにおいて禁止され
ているスイッチング状態となる可能性があり、これが素
子破壊を起こす危険性がある。
Further, in the prior art of the document 5, since the entire region of the output voltage is realized by the dipolar modulation, the above-described problem of complicating the control method and the problem of the minimum pulse width do not occur. . However, there is a possibility that the switching state is prohibited in the three-level inverter as described at the end of the related art, and there is a risk that the element may be destroyed.

【0042】そこで本発明は、上述した種々の問題を解
決し、制御方式の複雑化や素子破壊を招かずに所望の出
力電圧を得ることができ、しかも3レベルインバータを
安定して動作させることができる3レベルインバータの
制御装置を提供しようとするものである。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned various problems, and can obtain a desired output voltage without complicating the control method and causing element destruction, and stably operate the three-level inverter. It is an object of the present invention to provide a control device for a three-level inverter capable of performing the following.

【0043】[0043]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、例えばダイポーラ変調において電圧指
令に対する2種類の制限値を設定する手段を持つこと
で、3レベルインバータにおいて禁止されているスイッ
チング状態の発生を防止することとした。また、バイア
ス量と変調率との切り替えのみでダイポーラ変調とユニ
ポーラ変調とを実現可能としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a means for setting two kinds of limit values for a voltage command in, for example, dipolar modulation, so that switching prohibited in a three-level inverter is provided. It was decided to prevent the occurrence of the condition. Further, dipolar modulation and unipolar modulation can be realized only by switching between the bias amount and the modulation factor.

【0044】すなわち、請求項1記載の発明は、直流電
源両端の正電位点及び負電位点とこれらの間の中性点と
の間に接続された直流入力コンデンサを有する直流電源
回路を備え、第1〜第4の半導体スイッチング素子から
なる3つの直列回路の両端が前記正電位点及び負電位点
にそれぞれ接続されると共に、第2及び第3の半導体ス
イッチング素子の相互接続点が1相分の出力端子に接続
され、第1及び第2の半導体スイッチング素子と前記中
性点との間に第1の結合ダイオードが接続され、かつ、
第3及び第4の半導体スイッチング素子と前記中性点と
の間に第2の結合ダイオードが接続されてなるインバー
タの各相電圧指令に、あるバイアス量を加算または減算
して得た2つの電圧指令のそれぞれを搬送波と比較して
PWM信号を発生する3レベルインバータの制御装置に
おいて、搬送波の振幅を越えない第1の制限値を設定す
る手段と、第1の制限値を越えない第2の制限値を設定
する手段と、前記2つの電圧指令の一方が第1の制限値
を越えるときはその電圧指令を第1の制限値に制限する
手段と、第1の制限値を越えた電圧指令から第1の制限
値を差し引いた値を補正量として他方の電圧指令に加算
する手段と、前記他方の電圧指令が第2の制限値を越え
る時はその電圧指令を第2の制限値に制限する手段とを
備えたものである。
That is, the invention according to claim 1 includes a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of the DC power supply and a neutral point therebetween, Both ends of three series circuits composed of the first to fourth semiconductor switching elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements corresponds to one phase. And a first coupling diode is connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and
Two voltages obtained by adding or subtracting a certain bias amount to or from each phase voltage command of an inverter having a second coupling diode connected between the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point. In a control device of a three-level inverter for generating a PWM signal by comparing each of the commands with a carrier, a means for setting a first limit value not exceeding the amplitude of the carrier, and a second means not exceeding the first limit value. Means for setting a limit value, means for limiting the voltage command to a first limit value when one of the two voltage commands exceeds a first limit value, and a voltage command for exceeding the first limit value. Means for adding a value obtained by subtracting the first limit value from the other as a correction amount to the other voltage command, and limiting the voltage command to the second limit value when the other voltage command exceeds the second limit value. Means for performing

【0045】請求項2記載の発明は、請求項1記載の3
レベルインバータの制御装置において、第1及び第2の
制限値をインバータ周波数に応じて変化させる手段を備
えたものである。
The invention according to claim 2 is the third invention according to claim 1.
The level inverter control device includes means for changing the first and second limit values according to the inverter frequency.

【0046】請求項3記載の発明は、直流電源両端の正
電位点及び負電位点とこれらの間の中性点との間に接続
された直流入力コンデンサを有する直流電源回路を備
え、第1〜第4の半導体スイッチング素子からなる3つ
の直列回路の両端が前記正電位点及び負電位点にそれぞ
れ接続されると共に、第2及び第3の半導体スイッチン
グ素子の相互接続点が1相分の出力端子に接続され、第
1及び第2の半導体スイッチング素子と前記中性点との
間に第1の結合ダイオードが接続され、かつ、第3及び
第4の半導体スイッチング素子と前記中性点との間に第
2の結合ダイオードが接続されてなるインバータの各相
電圧指令に、あるバイアス量を加算または減算して得た
2つの電圧指令のそれぞれを搬送波と比較してPWM信
号を発生する3レベルインバータの制御装置において、
搬送波の振幅を越えない制限値を設定する手段と、前記
制限値を変調率の大きさに応じて変化させる手段と、前
記2つの電圧指令の一方が前記制限値を越えるときはそ
の電圧指令を前記制限値に制限する手段と、前記制限値
を越えた電圧指令から前記制限値を差し引いた値を補正
量として他方の電圧指令に加算する手段とを備えたもの
である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of a DC power supply and a neutral point therebetween, and Both ends of three series circuits including the first to fourth semiconductor switching elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is connected to the output of one phase. Terminal, a first coupling diode connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and a third coupling element between the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point. A three-level signal generating a PWM signal by comparing each of two voltage commands obtained by adding or subtracting a certain amount of bias to or from each phase voltage command of an inverter having a second coupling diode connected thereto with a carrier wave. In the control device of the inverter,
Means for setting a limit value that does not exceed the amplitude of the carrier, means for changing the limit value according to the magnitude of the modulation factor, and when one of the two voltage commands exceeds the limit value, Means for limiting to the limit value, and means for adding a value obtained by subtracting the limit value from the voltage command exceeding the limit value as a correction amount to the other voltage command.

【0047】請求項4記載の発明は、直流電源両端の正
電位点及び負電位点とこれらの間の中性点との間に接続
された直流入力コンデンサを有する直流電源回路を備
え、第1〜第4の半導体スイッチング素子からなる3つ
の直列回路の両端が前記正電位点及び負電位点にそれぞ
れ接続されると共に、第2及び第3の半導体スイッチン
グ素子の相互接続点が1相分の出力端子に接続され、第
1及び第2の半導体スイッチング素子と前記中性点との
間に第1の結合ダイオードが接続され、かつ、第3及び
第4の半導体スイッチング素子と前記中性点との間に第
2の結合ダイオードが接続されてなるインバータの各相
電圧指令に、あるバイアス量を加算または減算して得た
2つの電圧指令のそれぞれを搬送波と比較してPWM信
号を発生する3レベルインバータの制御装置において、
搬送波の振幅を越えない制限値を設定する手段と、前記
制限値をインバータ周波数に応じて変化させる手段と、
前記2つの電圧指令の一方が前記制限値を越えるときは
その電圧指令を前記制限値に制限する手段と、前記制限
値を越えた電圧指令から前記制限値を差し引いた値を補
正量として他方の電圧指令に加算する手段とを備えたも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of the DC power supply and a neutral point therebetween, and Both ends of three series circuits including the first to fourth semiconductor switching elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is connected to the output of one phase. Terminal, a first coupling diode connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and a third coupling element between the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point. A three-level signal generating a PWM signal by comparing each of two voltage commands obtained by adding or subtracting a certain amount of bias to or from each phase voltage command of an inverter having a second coupling diode connected thereto with a carrier wave. In the control device of the inverter,
Means for setting a limit value that does not exceed the amplitude of the carrier, means for changing the limit value according to the inverter frequency,
A means for limiting the voltage command to the limit value when one of the two voltage commands exceeds the limit value; and a correction value obtained by subtracting the limit value from the voltage command exceeding the limit value. Means for adding to the voltage command.

【0048】請求項5記載の発明は、請求項3記載の3
レベルインバータの制御装置において、前記制限値をイ
ンバータ周波数に応じて変化させる手段を併せ持つもの
である。
The fifth aspect of the present invention provides the third aspect of the present invention.
In the level inverter control device, means for changing the limit value according to the inverter frequency is also provided.

【0049】請求項6記載の発明は、直流電源両端の正
電位点及び負電位点とこれらの間の中性点との間に接続
された直流入力コンデンサを有する直流電源回路を備
え、第1〜第4の半導体スイッチング素子からなる3つ
の直列回路の両端が前記正電位点及び負電位点にそれぞ
れ接続されると共に、第2及び第3の半導体スイッチン
グ素子の相互接続点が1相分の出力端子に接続され、第
1及び第2の半導体スイッチング素子と前記中性点との
間に第1の結合ダイオードが接続され、かつ、第3及び
第4の半導体スイッチング素子と前記中性点との間に第
2の結合ダイオードが接続されてなるインバータの各相
電圧指令に、あるバイアス量を加算または減算して得た
2つの電圧指令のそれぞれを搬送波と比較してPWM信
号を発生する3レベルインバータの制御装置において、
電圧指令の振幅及び前記バイアス量を変調率の大きさに
応じて切り替える手段を備えたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of the DC power supply and a neutral point therebetween, and Both ends of three series circuits including the first to fourth semiconductor switching elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is connected to the output of one phase. Terminal, a first coupling diode connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and a third coupling element between the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point. A three-level signal generating a PWM signal by comparing each of two voltage commands obtained by adding or subtracting a certain amount of bias to or from each phase voltage command of an inverter having a second coupling diode connected thereto with a carrier wave. In the control device of the inverter,
There is provided means for switching the amplitude of the voltage command and the bias amount according to the magnitude of the modulation factor.

【0050】請求項7記載の発明は、直流電源両端の正
電位点及び負電位点とこれらの間の中性点との間に接続
された直流入力コンデンサを有する直流電源回路を備
え、第1〜第4の半導体スイッチング素子からなる3つ
の直列回路の両端が前記正電位点及び負電位点にそれぞ
れ接続されると共に、第2及び第3の半導体スイッチン
グ素子の相互接続点が1相分の出力端子に接続され、第
1及び第2の半導体スイッチング素子と前記中性点との
間に第1の結合ダイオードが接続され、かつ、第3及び
第4の半導体スイッチング素子と前記中性点との間に第
2の結合ダイオードが接続されてなるインバータの各相
電圧指令に、あるバイアス量を加算または減算して得た
2つの電圧指令のそれぞれを搬送波と比較してPWM信
号を発生する3レベルインバータの制御装置において、
電圧指令の振幅及び前記バイアス量をインバータ周波数
に応じて切り替える手段を備えたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of a DC power supply and a neutral point therebetween, and Both ends of three series circuits including the first to fourth semiconductor switching elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is connected to the output of one phase. Terminal, a first coupling diode connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and a third coupling element between the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point. A three-level signal generating a PWM signal by comparing each of two voltage commands obtained by adding or subtracting a certain amount of bias to or from each phase voltage command of an inverter having a second coupling diode connected thereto with a carrier wave. In the control device of the inverter,
There is provided means for switching the amplitude of the voltage command and the bias amount according to the inverter frequency.

【0051】請求項8記載の発明は、直流電源両端の正
電位点及び負電位点とこれらの間の中性点との間に接続
された直流入力コンデンサを有する直流電源回路を備
え、第1〜第4の半導体スイッチング素子からなる3つ
の直列回路の両端が前記正電位点及び負電位点にそれぞ
れ接続されると共に、第2及び第3の半導体スイッチン
グ素子の相互接続点が1相分の出力端子に接続され、第
1及び第2の半導体スイッチング素子と前記中性点との
間に第1の結合ダイオードが接続され、かつ、第3及び
第4の半導体スイッチング素子と前記中性点との間に第
2の結合ダイオードが接続されてなるインバータの各相
電圧指令に、あるバイアス量を加算または減算して得た
2つの電圧指令のそれぞれを搬送波と比較してPWM信
号を発生する3レベルインバータの制御装置において、
電圧指令の振幅及び前記バイアス量を変調率の大きさ及
びインバータ周波数に応じて切り替える手段を備えたも
のである。
The invention according to claim 8 is provided with a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of the DC power supply and a neutral point therebetween, and Both ends of three series circuits including the first to fourth semiconductor switching elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is connected to the output of one phase. Terminal, a first coupling diode connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and a third coupling element between the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point. A three-level signal generating a PWM signal by comparing each of two voltage commands obtained by adding or subtracting a certain amount of bias to or from each phase voltage command of an inverter having a second coupling diode connected thereto with a carrier wave. In the control device of the inverter,
There is provided means for switching the amplitude of the voltage command and the bias amount according to the magnitude of the modulation factor and the inverter frequency.

【0052】請求項9記載の発明は、請求項6,7また
は8記載の3レベルインバータの制御装置において、前
記2つの電圧指令の振幅を制限する手段を備えたもので
ある。
According to a ninth aspect of the present invention, in the control device for a three-level inverter according to the sixth, seventh or eighth aspect, means for limiting the amplitude of the two voltage commands is provided.

【0053】請求項10記載の発明は、請求項9記載の
3レベルインバータの制御装置において、前記2つの電
圧指令の振幅の制限値をインバータ周波数に応じて変化
させる手段を備えたものである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the three-level inverter control device according to the ninth aspect, there is provided a means for changing a limit value of the amplitude of the two voltage commands according to an inverter frequency.

【0054】請求項11記載の発明は、請求項3記載の
3レベルインバータの制御装置において、前記バイアス
量を変調率の大きさに応じて変化させる手段を備えたも
のである。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the control device of the three-level inverter according to the third aspect, there is provided means for changing the bias amount in accordance with the magnitude of the modulation factor.

【0055】請求項12記載の発明は、直流電源両端の
正電位点及び負電位点とこれらの間の中性点との間に接
続された直流入力コンデンサを有する直流電源回路を備
え、第1〜第4の半導体スイッチング素子からなる3つ
の直列回路の両端が前記正電位点及び負電位点にそれぞ
れ接続されると共に、第2及び第3の半導体スイッチン
グ素子の相互接続点が1相分の出力端子に接続され、第
1及び第2の半導体スイッチング素子と前記中性点との
間に第1の結合ダイオードが接続され、かつ、第3及び
第4の半導体スイッチング素子と前記中性点との間に第
2の結合ダイオードが接続されてなるインバータの各相
電圧指令に、あるバイアス量を加算または減算して得た
2つの電圧指令のそれぞれを搬送波と比較してPWM信
号を発生する3レベルインバータの制御装置において、
搬送波の振幅を越えない制限値を設定する手段と、前記
制限値をインバータ周波数に応じて変化させる手段と、
前記バイアス量を変調率の大きさに応じて変化させる手
段と、前記2つの電圧指令の一方が前記制限値を越える
ときはその電圧指令を前記制限値に制限する手段と、前
記制限値を越えた電圧指令から前記制限値を差し引いた
値を補正量として他方の電圧指令に加算する手段とを備
えたものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of a DC power supply and a neutral point therebetween, and Both ends of three series circuits including the first to fourth semiconductor switching elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is connected to the output of one phase. Terminal, a first coupling diode connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and a third coupling element between the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point. A PWM signal is generated by comparing each of the two voltage commands obtained by adding or subtracting a certain amount of bias to or from each phase voltage command of an inverter having a second coupling diode connected therebetween with a carrier wave. The control device le inverter,
Means for setting a limit value that does not exceed the amplitude of the carrier, means for changing the limit value according to the inverter frequency,
Means for changing the bias amount according to the magnitude of the modulation factor; means for limiting the voltage command to the limit value when one of the two voltage commands exceeds the limit value; Means for adding a value obtained by subtracting the limit value from the applied voltage command to the other voltage command as a correction amount.

【0056】請求項13記載の発明は、請求項12記載
の3レベルインバータの制御装置において、前記制限値
を変調率の大きさに応じて変化させる手段を併せ持つも
のである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the control device of the three-level inverter according to the twelfth aspect, there is further provided a means for changing the limit value according to the magnitude of the modulation factor.

【0057】請求項14記載の発明は、請求項11,1
2または13記載の3レベルインバータの制御装置にお
いて、補正量が加えられた後の前記2つの電圧指令の振
幅を制限する手段を備えたものである。
According to the fourteenth aspect of the present invention, there is provided an eleventh aspect.
14. The control device for a three-level inverter according to item 2 or 13, further comprising means for limiting the amplitude of the two voltage commands after the correction amount has been added.

【0058】請求項15記載の発明は、請求項14記載
の3レベルインバータの制御装置において、前記2つの
電圧指令の振幅の制限値をインバータ周波数に応じて変
化させる手段を備えたものである。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the three-level inverter control device according to the fourteenth aspect, there is provided a means for changing a limit value of the amplitude of the two voltage commands according to an inverter frequency.

【0059】[0059]

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図1は請求項1記載の発明の実施形態で
あり、3レベルインバータの主回路1相分(図16にお
けるR相)の制御ブロック図である。なお、図1におい
て、図17と同一の構成要素には同一番号を付してあ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an embodiment of the first aspect of the present invention, and is a control block diagram of one phase (R phase in FIG. 16) of a main circuit of a three-level inverter. In FIG. 1, the same components as those in FIG. 17 are denoted by the same reference numerals.

【0060】図1において、51は電圧指令の位相θに
より正弦波などの電圧指令波形を出力する波形発生回
路、1はバイアス量Bを設定するバイアス量設定回路、
3は電圧指令に対し、搬送波の振幅を越えない第1の制
限値Lmaxを設定する制限値設定回路、5は2つの電圧
指令VA *,VB *に対し第2の制限値Lsを設定する制限値
設定回路、31,32は電圧指令V*にバイアス量Bを
減算または加算した結果を制限値Lmaxに制限する制限
回路、33,34は制限回路31,32の出力と補正量
1,S2との各々の加算結果を制限値Lsに制限して電圧
指令VA *,VB *を出力する制限回路、36,37は補正
量S1,S2を演算する補正量演算回路、52は搬送波を
発生する搬送波発振器、61,62は2つの電圧指令V
A *,VB *と搬送波とを比較し、GTO81,82のスイ
ッチングを行うPWM信号P1,P2を演算する比較器、
71,72は比較器61,62から出力されるPWM信
号P 1,P2をそれぞれ反転してGTO83,84に対す
るPWM信号P3,P4を出力する反転回路である。な
お、64は乗算器、65〜68は加算器である。
In FIG. 1, reference numeral 51 denotes the phase θ of the voltage command.
Generates a voltage command waveform such as a sine wave
Road 1, a bias amount setting circuit for setting a bias amount B,
3 is a first control for the voltage command which does not exceed the amplitude of the carrier wave.
Limit value LmaxLimit value setting circuit for setting
Command VA *, VB *With the second limit value LsLimit value to set
The setting circuits 31 and 32 are voltage commands V*To the bias amount B
The result of the subtraction or addition is the limit value LmaxLimit to
Circuits 33 and 34 are outputs of the limiting circuits 31 and 32 and correction amounts.
S1, STwoIs added to the limit value LsLimited to voltage
Command VA *, VB *Output limit circuit, 36 and 37 are corrected
Quantity S1, STwoThe correction amount calculation circuit 52 calculates the carrier wave
The generated carrier oscillators 61 and 62 have two voltage commands V
A *, VB *And GTO81, 82
PWM signal P for performing switching1, PTwoA comparator that computes
Reference numerals 71 and 72 denote PWM signals output from the comparators 61 and 62.
No.P 1, PTwoTo GTO83, 84
PWM signal PThree, PFourIs output. What
Here, 64 is a multiplier, and 65 to 68 are adders.

【0061】次に、この実施形態の動作を説明する。電
圧指令の位相θに基づき波形発生回路51から出力され
た信号に変調率λ*を掛け合わせて電圧指令V*とし、加
算器66,65により前記電圧指令V*に対しバイアス
量Bを加減算する。こうして得た電圧指令VA *,VB *
もとにして、PWM信号を発生する。
Next, the operation of this embodiment will be described. The signal output from the waveform generation circuit 51 is multiplied by the modulation factor λ * based on the phase θ of the voltage command to obtain a voltage command V * , and the adders 66 and 65 add or subtract the bias amount B to or from the voltage command V *. . Voltage command V A * thus obtained, by the V B * on the basis to generate a PWM signal.

【0062】いま、図18(1)のように変調率λ*
(Lmax−B)を越えない場合は、補正量演算回路3
6,37の出力はS1=S2=0となり、電圧指令VA *,
B *はそれぞれ数式15、数式16によって表される。
なお、バイアス量Bは任意の一定値である。また、例え
ば制限値Lmaxはパルス幅最小値を発生させる変調率の
大きさであり、制限値LsはLmaxよりも小さい値とすれ
ばよい。
If the modulation factor λ * does not exceed ( Lmax− B) as shown in FIG.
The outputs of S37 and S37 are S 1 = S 2 = 0, and the voltage command V A * ,
V B * is represented by Equations 15 and 16, respectively.
Note that the bias amount B is an arbitrary constant value. Further, for example, limit value L max is the magnitude of the modulation index to generate a pulse width minimum value, the limit value L s may be smaller than the L max.

【0063】[0063]

【数15】VA *=V*−B## EQU15 ## VA * = V * -B

【0064】[0064]

【数16】VB *=V*+B[Number 16] V B * = V * + B

【0065】ここで、電圧指令の波形を正弦波とすれ
ば、数式15、数式16におけるV*は数式17とな
る。
Here, if the voltage command waveform is a sine wave, V * in Expressions 15 and 16 becomes Expression 17.

【0066】[0066]

【数17】V*=λ*・sinθV * = λ * · sin θ

【0067】一方、図19(1)のように変調率λ*
大きさが(Lmax−B)を越える領域では、電圧指令V*
にバイアス量Bを加算または減算して得られた値は図1
9(2)の斜線部,で制限値Lmaxを越えてしま
う。この場合には、斜線部,の部分で電圧指令
A *,VB *を制限値Lmaxに制限する。そして、不足した
斜線部をもう一方の電圧指令で斜線部のように補正
(補正量:S1)し、電圧指令通りの出力を得るようにす
る。このとき、電圧指令VA *,VB *はそれぞれ数式1
8、数式19によって表される。
[0067] On the other hand, in the region beyond the modulation rate lambda * size as shown in FIG. 19 (1) of the (L max -B), the voltage command V *
The value obtained by adding or subtracting the bias amount B from FIG.
The limit value Lmax is exceeded at the hatched portion 9 (2). In this case, the voltage command V A * by the shaded portion, part of, limits the V B * to limit L max. Then, the insufficient shaded portion is corrected by the other voltage command as in the shaded portion (correction amount: S 1 ), and an output according to the voltage command is obtained. At this time, the voltage command V A *, V B *, respectively Equation 1
8, represented by Equation 19.

【0068】[0068]

【数18】VA *=V*−B+S1 [Number 18] V A * = V * -B + S 1

【0069】[0069]

【数19】VB *=Lmax [Equation 19] V B * = L max

【0070】なお、数式18の補正量S1は数式20に
よって表される。ゆえに、電圧指令VA *は数式21のよ
うになる。
Incidentally, the correction amount S 1 in Expression 18 is represented by Expression 20. Therefore, the voltage command V A * is as shown in Expression 21.

【0071】[0071]

【数20】S1=V*−(Lmax−B)S 1 = V * − (L max −B)

【0072】[0072]

【数21】VA *=2V*−Lmax [Number 21] V A * = 2V * -L max

【0073】同様に、制限値Lmaxを越えている斜線部
は、電圧指令通りの出力電圧が得られるように斜線部
で補正(補正量:S2)する。このとき、電圧指令
A *,VB *はそれぞれ数式22、数式23によって表さ
れる。
Similarly, limit value LmaxShaded area beyond
Is shaded so that the output voltage as specified by the voltage command can be obtained.
To correct (correction amount: STwo). At this time, the voltage command
VA *, VB *Are represented by Equations 22 and 23, respectively.
It is.

【0074】[0074]

【数22】VA *=−Lmax [Number 22] V A * = -L max

【0075】[0075]

【数23】VB *=V*+B−S2 V B * = V * + B-S 2

【0076】数式23における補正量S2は数式24に
より表され、これにより電圧指令VB *は数式25のよう
になる。
The correction amount S 2 in Expression 23 is represented by Expression 24, whereby the voltage command V B * becomes Expression 25.

【0077】[0077]

【数24】S2=V*+(Lmax−B)S 2 = V * + (L max −B)

【0078】[0078]

【数25】VB *=2V*+Lmax [Number 25] V B * = 2V * + L max

【0079】次に、変調率λ*が更に大きくなると、や
がて2つの電圧指令VA *,VB *が重なり合うようにな
る。これを防ぐため、図21の非対称ダイポーラ過変調
の原理図に示すごとく、図21(2)のように斜線部
が制限値Lsを越える場合には、これをLsに制限する。
このとき、電圧指令VA *は数式26となり、電圧指令V
B *は既に制限値に達しているため前記数式19となる。
[0079] Next, when the modulation factor lambda * further increases, eventually the two voltage command V A *, so that V B * overlap. To prevent this, as shown in principle diagram of an asymmetric dipolar overmodulation of Figure 21, if the hatched portion as shown in FIG. 21 (2) exceeds the limit value L s limits this to L s.
At this time, the voltage command V A * is given by Equation 26, and the voltage command V A *
Since B * has already reached the limit value, Equation 19 is obtained.

【0080】[0080]

【数26】VA *=Ls [Equation 26] V A * = L s

【0081】同様に、図21(2)の斜線部では、数
式27に示すごとく電圧指令VB *を−Lsに制限する。
電圧指令VA *は既に制限値に達しているため前記数式2
2となる。
[0081] Similarly, in the shaded portion of FIG. 21 (2), limits the voltage command V B * as shown in Equation 27 -L s.
Since the voltage command V A * has already reached the limit value,
It becomes 2.

【0082】[0082]

【数27】VB *=−Ls V B * = − L s

【0083】なお、上記以外の区間では、電圧指令VA *
は先に示した数式15、数式21、数式22、電圧指令
B *は先に示した数式16、数式19、数式25とな
る。
In the other sections than the above, the voltage command V A *
Are the above-described equations 15, 21, and 22, and the voltage command V B * is the above-described equations 16, 19, and 25.

【0084】次に、請求項2の発明の実施形態を説明す
る。図2は、図1と同様に3レベルインバータの主回路
1相分(例えば図16のR相)の制御ブロック図であ
る。なお、以下の図3〜図15についても主回路のR相
1相分の制御ブロック図を示してある。図2において、
4aはインバータ周波数finvに応じて第1の制限値L
maxを演算する制限値演算回路、6aはインバータ周波
数finvに応じて第2の制限値Lsを演算する制限値演算
回路であり、他の部分については図1と同様であるため
同一符号を付して説明を省略する。
Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a control block diagram of one phase of the main circuit of the three-level inverter (for example, the R phase in FIG. 16) as in FIG. 3 to 15 also show control block diagrams for one R-phase of the main circuit. In FIG.
4a is a first limit value L according to the inverter frequency finv.
limit value calculation circuit for calculating the max, 6a is a limit value calculation circuit for calculating a second limit value L s in accordance with the inverter frequency f inv, the same reference numerals for the other parts is the same as FIG. 1 The description is omitted here.

【0085】インバータ周波数finvが高い場合には、
インバータ周波数finvと搬送波周波数fcとの比率NN
を数式28のように一定とする同期式PWMを採用する
のがよい。この場合、インバータ周波数finvの増加に
より搬送波周波数fcも増加することになる。
When the inverter frequency f inv is high,
Ratio NN the inverter frequency f inv and the carrier frequency f c
It is good to adopt synchronous PWM which makes the constant as shown in Expression 28. In this case, the carrier frequency f c by increasing the inverter frequency f inv is also increased.

【0086】[0086]

【数28】fc=NN・finv F c = NN · f inv

【0087】このため、請求項1の発明のように、制限
値が固定されていて電圧指令が制限値に制限されている
状態でインバータ周波数が上昇すると、搬送波である三
角波の周期が短くなり、PWM信号の幅がパルス幅最小
値よりも短くなることがある。そこで請求項2の発明で
は、制限値Lmax,Lsをインバータ周波数finvに応じて
変化させることで、PWM信号の幅がパルス幅最小値よ
りも短くならないようにしている。
For this reason, when the inverter frequency increases in a state where the limit value is fixed and the voltage command is limited to the limit value, the period of the triangular wave as a carrier wave is shortened, The width of the PWM signal may be shorter than the minimum pulse width. Therefore, in the invention of claim 2, by changing the limit values L max and L s according to the inverter frequency f inv , the width of the PWM signal is prevented from becoming shorter than the minimum pulse width.

【0088】以下、その動作を説明する。図2の制限値
演算回路4aでは、インバータ周波数finvとパルス幅
最小値Tm inとから制限値Lmaxを決定する数式29のよ
うな演算が実行される。
The operation will be described below. In limit value calculation circuit 4a of FIG. 2, operations such as Equation 29 to determine the limit value L max and an inverter frequency f inv and the pulse width minimum value T m in is performed.

【0089】[0089]

【数29】Lmax=1−2・finv・NN・Tmin L max = 1-2 · finv · NN · T min

【0090】また、図2の制限値演算回路6aでは、イ
ンバータ周波数finvとパルス幅最小値Tminとから制限
値Lsを決定する数式30のような演算が実行される。
この数式30において、T0は2つの電圧指令VA *,VB *
が重なり合わないようにするための任意の数値である。
[0090] In the limit value calculation circuit 6a of FIG. 2, operations such as Equation 30 to determine the limit value L s from the inverter frequency f inv and the pulse width minimum value T min is performed.
In this equation 30, T 0 is two voltage commands V A * , V B *
Is an arbitrary numerical value for preventing overlapping.

【0091】[0091]

【数30】 Ls=1−2・finv・NN・(2・T0+TminL s = 1-2 · finv · NN · (2 · T 0 + T min )

【0092】次いで、請求項3の発明の実施形態を説明
する。図3において、4bは変調率λ*の大きさに応じ
て制限値Lの大きさをLmaxと1.0とに切り替える制
限値演算回路であり、他の部分は図17と同一である。
Next, an embodiment of the third aspect of the present invention will be described. In FIG. 3, reference numeral 4b denotes a limit value calculation circuit for switching the size of the limit value L between Lmax and 1.0 according to the size of the modulation factor λ * , and the other parts are the same as those in FIG.

【0093】この動作を述べると、変調率λ*の大きさ
が(Lmax−B)を越えない場合は、補正量演算回路3
6,37の出力はS1=S2=0であり、電圧指令VA *
B *はそれぞれ前記数式15、数式16により表される
とともに、波形比較図は図18のようになる。また、変
調率λ*の大きさが(Lmax−B)を越える場合には、電
圧指令VA *,VB *及び補正量S1,S2はそれぞれ前記数
式18〜数式25により表され、波形比較図は図19の
ようになる。
This operation will be described . If the magnitude of the modulation factor λ * does not exceed ( Lmax− B), the correction amount calculation circuit 3
6 and 37 are S 1 = S 2 = 0, and the voltage commands V A * ,
V B * is expressed by the above formulas 15 and 16, and a waveform comparison diagram is as shown in FIG. Also, when the modulation factor lambda * size exceeds (L max -B) is represented by the voltage command V A *, V B *, and the correction amount S 1, S 2 each Equation 18 Equation 25 FIG. 19 is a waveform comparison diagram.

【0094】変調率λ*が更に大きくなり、(1.0−
B)を越えるような場合には、図20(2)のように電
圧指令VA *,VB *の制限値を1.0とする。図20に示す
ごとく、変調率λ*の大きさが(1.0−B)より大きい
斜線部,では、電圧指令V A *,VB *を制限値の1.0
(搬送波の振幅)にする。しかし、このままでは必要な
出力電圧が得られなくなるので、VB *の不足部分の斜線
部をVA *の斜線部で補正(補正量:S1)する。この
ときの電圧指令V A *,VB *及び補正量S1,S2は数式31
〜数式34で表される。
Modulation rate λ*Is further increased, and (1.0−
In case of exceeding B), as shown in FIG.
Pressure command VA *, VB *Is set to 1.0. Shown in FIG.
As shown, the modulation factor λ*Is greater than (1.0-B)
In the shaded area, the voltage command V A *, VB *To the limit of 1.0
(Amplitude of carrier wave). However, it is necessary as it is
Since the output voltage cannot be obtained, VB *Missing diagonal lines
Part VA *(Correction amount: S1). this
When the voltage command V A *, VB *And correction amount S1, STwoIs Equation 31
To 34.

【0095】[0095]

【数31】VA *=V*−B+S1 [Number 31] V A * = V * -B + S 1

【0096】[0096]

【数32】VB *=1.0V B * = 1.0

【0097】[0097]

【数33】S1=V*−(1.0−B)S 1 = V * − (1.0−B)

【0098】[0098]

【数34】S2=0[Expression 34] S 2 = 0

【0099】同様に、VA *の斜線部からVB *の斜線部
について補正(補正量:S2)を行い、電圧指令通りの
出力電圧を得るようにする。このときの電圧指令VA *,
B *及び補正量S1,S2は数式35〜数式38で表され
る。
Similarly, the correction (correction amount: S 2 ) is performed from the hatched portion of V A * to the hatched portion of V B * to obtain an output voltage according to the voltage command. At this time, the voltage command V A * ,
V B * and the correction amounts S 1 and S 2 are represented by Expressions 35 to 38.

【0100】[0100]

【数35】VA *=−1.0V A * = − 1.0

【0101】[0101]

【数36】VB *=V*+B+S2 V B * = V * + B + S 2

【0102】[0102]

【数37】S2=V*+(1.0−B)[Number 37] S 2 = V * + (1.0 -B)

【0103】[0103]

【数38】S1=0[Formula 38] S 1 = 0

【0104】ここで、上記以外の電圧指令V*の大きさ
が(1.0−B)を越えない区間では、補正量S1=S2
=0となり、電圧指令VA *,VB *は数式15、数式16
で表される。図3における制限値演算回路4bの出力L
は、Lmaxと1.0とを任意の変調率λ*により切り替え
ればよい。切り替えの条件は、例えば図19(2)の斜
線部またはがまたはと重なり合わないこととす
る。変調率λ*の大きさに応じた制限値演算回路4bの
出力Lは、数式39に示すとおりである。
Here, in a section where the magnitude of the voltage command V * other than the above does not exceed (1.0−B), the correction amount S 1 = S 2
= 0, and the voltage commands V A * and V B * are expressed by Equations (15) and (16).
It is represented by Output L of limit value calculation circuit 4b in FIG.
Can be switched between L max and 1.0 by an arbitrary modulation factor λ * . The switching condition is, for example, not to be overlapped with the hatched portion in FIG. The output L of the limit value calculation circuit 4b according to the magnitude of the modulation factor λ * is as shown in Expression 39.

【0105】[0105]

【数39】 [Equation 39]

【0106】また、補正量演算回路36,37は、電圧
指令の大きさにより、数式40、数式41のように補正
量S1,S2を演算する。
Further, the correction amount calculation circuits 36 and 37 calculate the correction amounts S 1 and S 2 according to Expressions 40 and 41 according to the magnitude of the voltage command.

【0107】[0107]

【数40】 (Equation 40)

【0108】[0108]

【数41】 [Equation 41]

【0109】次に、請求項4の発明の実施形態を説明す
る。図4において、4cはインバータ周波数finvから
制限値Lを演算する制限値演算回路であり、他の部分は
図3と同一であるため説明を省略する。
Next, an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 4, reference numeral 4c denotes a limit value calculation circuit for calculating a limit value L from the inverter frequency finv . The other parts are the same as those in FIG.

【0110】前述のように、同期式PWMでは、インバ
ータ周波数finvの増加により搬送波周波数fcも増加
し、制限値を一定にするとパルス幅最小値よりも短いパ
ルスを発生するおそれがある。このため、制限値をイン
バータ周波数finvに応じて変化させる必要がある。図
4の制限値演算回路4cでは、例えば数式42のような
演算を行い、制限値LをLmaxと1.0との間で切り替え
る。この数式42において、Lmaxは一定値ではなく、
先に示した数式29によりインバータ周波数finvから
演算する。
[0110] As described above, the synchronous PWM, also increases the carrier frequency f c by increasing the inverter frequency f inv, which may cause a short pulse than the pulse width minimum value when the predetermined limit value. Therefore, it is necessary to change the limit value according to the inverter frequency f inv . In the limit value calculation circuit 4c of FIG. 4, for example, a calculation such as Expression 42 is performed, and the limit value L is switched between Lmax and 1.0. In this equation 42, L max is not a constant value,
It is calculated from the inverter frequency f inv by Expression 29 shown above.

【0111】[0111]

【数42】 (Equation 42)

【0112】請求項5の発明の実施形態を説明する。図
5において、4dは変調率λ*の大きさ及びインバータ
周波数finvに基づいて制限値Lを演算する制限値演算
回路であり、他の部分は図3と同一である。この実施形
態は、制限値Lの演算方法として、図3の実施形態にお
ける変調率λ*から演算する方法と、図4の実施形態に
おけるインバータ周波数finvから演算する方法とを併
せ持つものであり、その動作は図3、図4の実施形態か
ら容易に理解できるため、説明を省略する。
An embodiment of the invention will be described. In FIG. 5, reference numeral 4d denotes a limit value calculation circuit that calculates a limit value L based on the magnitude of the modulation factor λ * and the inverter frequency f inv , and the other parts are the same as those in FIG. This embodiment has both the method of calculating from the modulation factor λ * in the embodiment of FIG. 3 and the method of calculating from the inverter frequency f inv in the embodiment of FIG. The operation can be easily understood from the embodiment shown in FIGS.

【0113】次に、請求項6の発明の実施形態を説明す
る。図6において、2aは変調率λ *の大きさからバイ
アス量Bを演算するバイアス量演算回路、7aは変調率
λ*の大きさに応じて電圧指令V*の振幅Sを切り替える
振幅切替回路である。なお、他の部分で図1〜図5と同
一の構成要素には同一番号を付してあるが、この実施形
態では、加算器65,66の出力がそのまま電圧指令V
A *,VB *として比較器61,62に入力されている。
Next, an embodiment of the invention will be described.
You. In FIG. 6, 2a is a modulation factor λ. *By the size of
A bias amount calculation circuit for calculating the assembling amount B, 7a is a modulation rate
λ*Voltage command V according to the magnitude of*Switch the amplitude S of
It is an amplitude switching circuit. Other parts are the same as those in FIGS.
Although one component is given the same number,
In the state, the outputs of the adders 65 and 66 are directly used as the voltage command V
A *, VB *Are input to the comparators 61 and 62.

【0114】この動作を説明すると、電圧指令の位相θ
により波形発生回路51から出力された信号に振幅切替
回路7aの出力Sを掛け合わせ、電圧指令V*とする。
そして、バイアス量演算回路2aから出力されたバイア
ス量Bを、加算器66,65にて電圧指令V*に対し加
減算し、新たな電圧指令VA *,VB *を得る。
The operation will be described below.
Is multiplied by the output S of the amplitude switching circuit 7a to obtain the voltage command V * .
Then, a bias amount calculation circuit 2a bias amount B output from, by adding or subtracting to the voltage command V * by the adder 66, 65, the new voltage command V A *, to obtain a V B *.

【0115】ここで、電圧指令の振幅Sとバイアス量B
の切替条件を変調率λ*が(Lmax−B)を越える場合と
越えない場合とで分けると、変調率λ*が(Lmax−B)
を越えないときの電圧指令VA *,VB *は数式43、数式
44となる。また、波形比較図は図18と同様になる。
Here, the amplitude S of the voltage command and the bias amount B
The switching condition modulation factor lambda * of the parts in the case of (L max -B) does not exceed the case of exceeding the modulation factor lambda * is (L max -B)
Voltage command V A * when not exceeding, V B * The formula 43, the formula 44. The waveform comparison diagram is the same as that in FIG.

【0116】[0116]

【数43】VA *=V*−B(43) VA * = V * -B

【0117】[0117]

【数44】VB *=V*+B[Number 44] V B * = V * + B

【0118】なお、数式43、数式44において、電圧
指令V*は数式2に示したとおりである。変調率λ*
(Lmax−B)を越える場合は数式45、数式46のよ
うになり、波形比較図は図22のようになる。また、こ
れらの数式における電圧指令V*は数式47のようにな
る。
In the equations 43 and 44, the voltage command V * is as shown in the equation 2. When the modulation factor λ * exceeds ( Lmax− B), the equations are as shown in Equations 45 and 46, and the waveform comparison diagram is as shown in FIG. The voltage command V * in these equations is as shown in equation 47.

【0119】[0119]

【数45】VA *=V*−1.0V A * = V * −1.0

【0120】[0120]

【数46】VB *=V*+1.0[Equation 46] V B * = V * + 1.0

【0121】[0121]

【数47】V*=2・λ*・sinθV * = 2 · λ * · sin θ

【0122】変調率λ*の大きさに応じた電圧指令の振
幅Sとバイアス量Bの大きさとを整理すると、数式4
8、数式49のようになる。
When the amplitude S of the voltage command and the magnitude of the bias amount B according to the magnitude of the modulation factor λ * are arranged, Equation 4 is obtained.
8. Equation 49 is obtained.

【0123】[0123]

【数48】 [Equation 48]

【0124】[0124]

【数49】 [Equation 49]

【0125】次に、請求項7の発明の実施形態を説明す
る。図7において、2bはインバータ周波数finvに応
じてバイアス量Bを演算するバイアス量演算回路、7b
はインバータ周波数finvから電圧指令の振幅Sを後述
するように切り替える振幅切替回路である。他の部分は
図6と同一であるため、説明を省略する。
Next, an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 7, reference numeral 2b denotes a bias amount calculation circuit for calculating a bias amount B according to the inverter frequency f inv ;
Is an amplitude switching circuit for switching the amplitude S of the voltage command from the inverter frequency f inv as described later. The other parts are the same as those in FIG.

【0126】この実施形態は、図6の実施形態において
振幅S及びバイアス量Bを変調率λ *の大きさに応じて
切り替えていたものを、インバータ周波数finvに応じ
て切り替えるようにしたものであり、電圧指令VA *,VB
*,V*は数式43〜数式47により表される。また、振
幅S及びバイアス量Bの切替ポイントのインバータ周波
数fpは任意に設定すればよい。本実施形態における電
圧指令の振幅S及びバイアス量Bは、インバータ周波数
invに応じて数式50、数式51のようになる。
This embodiment is different from the embodiment of FIG.
The amplitude S and the bias amount B are converted to the modulation rate λ. *According to the size of
What has been switched to the inverter frequency finvAccording to
The voltage command VA *, VB
*, V*Is represented by Expressions 43 to 47. Also,
Inverter frequency at switching point of width S and bias amount B
Number fpMay be set arbitrarily. In this embodiment,
The amplitude S and the bias amount B of the pressure command are determined by the inverter frequency.
finvEquations 50 and 51 are obtained according to

【0127】[0127]

【数50】 [Equation 50]

【0128】[0128]

【数51】 (Equation 51)

【0129】請求項8の発明の実施形態を説明する。図
8において、2cはインバータ周波数finv及び変調率
λ*の大きさに応じてバイアス量Bを演算するバイアス
量演算回路、7cはインバータ周波数finv及び変調率
λ*の大きさに応じて電圧指令の振幅Sを切り替える振
幅切替回路である。他の部分は図6と同一であるため、
説明を省略する。この実施形態は、振幅Sとバイアス量
Bとをインバータ周波数finv及び変調率λ*の双方から
演算するようにしたものである。
An embodiment of the present invention will be described. In FIG. 8, 2c inverter frequency f inv and the bias amount calculation circuit for calculating a bias amount B according to the modulation factor lambda * size, 7c inverter frequency f inv and the modulation factor lambda * of the voltage in accordance with the size This is an amplitude switching circuit that switches the amplitude S of the command. The other parts are the same as in FIG.
Description is omitted. In this embodiment, the amplitude S and the bias amount B are calculated from both the inverter frequency f inv and the modulation factor λ * .

【0130】次に、請求項9及び請求項10の発明の実
施形態を説明する。図9は請求項9記載の発明の実施形
態を示しており、2a,7aは図6と同様のバイアス量
演算回路及び振幅切替回路、3は図1と同様の制限値設
定回路である。また、38,39はそれぞれ電圧指令V
A *,VB *の制限回路であり、電圧指令VA *,VB *を制限値
maxにより制限するように作用する。図10は請求項
10記載の発明の実施形態を示しており、4aは図2と
同様にインバータ周波数finvから制限値Lmaxを演算す
る制限値演算回路である。なお、図9、図10の他の部
分については、図6の実施形態と同様である。
Next, embodiments of the present invention will be described. FIG. 9 shows an embodiment of the ninth aspect of the present invention. Reference numerals 2a and 7a denote a bias amount calculation circuit and an amplitude switching circuit similar to those shown in FIG. 38 and 39 are voltage commands V, respectively.
A *, a limiting circuit of the V B *, acts to limit the voltage command V A *, limit V B * value L max. Figure 10 shows an embodiment of the invention of claim 10 wherein, 4a is a limit value calculation circuit for calculating a limit value L max of the same an inverter frequency f inv and FIG. The other parts of FIGS. 9 and 10 are the same as in the embodiment of FIG.

【0131】これらの実施形態の動作を説明すると、基
本的には図6の実施形態と同様であり、加算器65また
は66の出力が制限値Lmaxを越えない場合、電圧指令
A *,VB *,V*、振幅S及びバイアス量Bは数式43〜
数式51のようになり、波形比較図も図18、図22の
ようになる。しかし、図23(2)の,のように加
算器65または66の出力が制限値Lmaxを越えると
き、電圧指令VA *,VB *は数式52、数式53のように
なる。
The operation of these embodiments is basically the same as that of the embodiment shown in FIG. 6. When the output of the adder 65 or 66 does not exceed the limit value Lmax , the voltage command V A * , V B * , V * , amplitude S, and bias amount B are given by Equation 43
Equation 51 is obtained, and waveform comparison diagrams are also shown in FIGS. However, when the output of FIG. 23 (2) of the adder 65 or 66 as exceeds the limit value L max, * voltage command V A, V B * becomes as Equation 52, Equation 53.

【0132】[0132]

【数52】VA *=Lmax (VA *>LmaxV A * = L max (V A * > L max )

【0133】[0133]

【数53】VB *=−Lmax (VB *<−Lmax[Number 53] V B * = -L max (V B * <-L max)

【0134】なお、上記以外の電圧指令VA *,VB *が制
限値Lmaxを越えない部分では、電圧指令VA *,VB *
それぞれ数式45、数式46となる。また、図10の実
施形態では、図9の実施形態において、制限値Lmax
図2の実施形態のごとく前記数式29のように変化させ
るものである。ここで、図9及び図10の実施形態は、
図7、図8の実施形態にもそれぞれ適用可能である。
[0134] In the portion where the voltage command V A * other than the above, V B * does not exceed the limit value L max, * voltage command V A, V B *, respectively Equation 45 becomes Equation 46. Further, in the embodiment of FIG. 10, the limit value Lmax is changed as in the embodiment of FIG. Here, the embodiment of FIG. 9 and FIG.
7 and 8 are also applicable.

【0135】次いで、請求項11の発明の実施形態を説
明する。図11において、2a,7aは図6と同様のバ
イアス量演算回路及び振幅切替回路、4bは図3と同様
の制限値演算回路であり、その他の部分は図3の実施形
態と同様である。
Next, an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 11, reference numerals 2a and 7a denote a bias amount calculation circuit and an amplitude switching circuit similar to that of FIG. 6, and 4b a limit value calculation circuit similar to that of FIG. 3, and the other parts are the same as those of the embodiment of FIG.

【0136】この動作を説明すると、電圧指令V*の大
きさが(Lmax−B)を越えない場合は補正量演算回路
36,37の出力はS1=S2=0となり、電圧指令
A *,VB *は数式15、数式16により表され、波形比
較図は図18のようになる。電圧指令V*の大きさが
(Lmax−B)を越える場合、電圧指令VA *,VB *及び
補正量S1,S2は数式18〜数式25により表され、波
形比較図は図19のようになる。
This operation will be described . If the magnitude of the voltage command V * does not exceed (L max -B), the outputs of the correction amount calculation circuits 36 and 37 are S 1 = S 2 = 0, and the voltage command V * a *, V B * is represented by equation 15, equation 16, waveform comparison diagram is as shown in Figure 18. If the voltage command V * size exceeds (L max -B), * voltage command V A, V B *, and the correction amount S 1, S 2 is represented by equation 18 to equation 25, waveform comparison diagram Figure It looks like 19.

【0137】変調率λ*が更に大きくなり、VA *,VB *
重なるような場合には、電圧指令V A *,VB *を数式5
4、数式55のようにする。これらの数式において、電
圧指令V*は数式56により表され、波形比較図は図2
2となる。
Modulation rate λ*Becomes larger, and VA *, VB *But
If they overlap, the voltage command V A *, VB *Equation 5
4, as shown in Equation 55. In these equations,
Pressure command V*Is represented by Equation 56, and the waveform comparison diagram is shown in FIG.
It becomes 2.

【0138】[0138]

【数54】VA *=V*−1.0V A * = V * -1.0

【0139】[0139]

【数55】VB *=V*+1.0V B * = V * + 1.0

【0140】[0140]

【数56】V*=2・λ*・sinθV * = 2 · λ * · sin θ

【0141】ここで、電圧指令の振幅Sとバイアス量B
の大きさとを整理すると、数式57、数式58となる。
Here, the amplitude S of the voltage command and the bias amount B
Equations 57 and 58 are obtained by rearranging the sizes of

【0142】[0142]

【数57】 [Equation 57]

【0143】[0143]

【数58】 [Equation 58]

【0144】図11の制限値演算回路4bの出力Lは、
図3と同様に変調率λ*に応じてLm axと1.0とに切り
替えられる。例えば、図19(2)の斜線部または
がまたはと重ならないことを条件として加え、制限
値演算回路4bの出力Lは数式59のようにする。
The output L of the limit value calculation circuit 4b in FIG.
Figure 3 and according to the same manner as the modulation index lambda * is switched to the L m ax and 1.0. For example, the output L of the limit value calculation circuit 4b is set as shown in Expression 59, provided that the hatched portion in FIG.

【0145】[0145]

【数59】 [Equation 59]

【0146】また、補正量演算回路36,37は、電圧
指令の大きさに応じ数式60、数式61によって補正量
1,S2を演算する。
The correction amount calculation circuits 36 and 37 calculate the correction amounts S 1 and S 2 according to the equations 60 and 61 according to the magnitude of the voltage command.

【0147】[0147]

【数60】 [Equation 60]

【0148】[0148]

【数61】 [Equation 61]

【0149】次に、請求項12の発明の実施形態を説明
する。図12において、4cは図4と同様の制限値演算
回路であり、その他の部分は図11の実施形態と同様で
ある。この実施形態は、図11における制限値演算回路
4bの代わりに、インバータ周波数finvに基づいて制
限値Lを演算する制限値演算回路4cを備えたものであ
る。この演算回路4cにおける演算内容は、前記数式4
2による。
Next, an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 12, reference numeral 4c denotes a limit value calculation circuit similar to that of FIG. 4, and the other parts are the same as those of the embodiment of FIG. This embodiment includes a limit value calculation circuit 4c for calculating a limit value L based on the inverter frequency f inv , instead of the limit value calculation circuit 4b in FIG. The content of the operation in this operation circuit 4c is expressed by the above-mentioned equation (4).
According to 2.

【0150】請求項13の発明の実施形態を説明する。
図13において、4dは図5と同様の制限値演算回路で
あり、その他の部分は図11の実施形態と同様である。
この実施形態では、制限値Lの演算方法として、図11
に示した変調率λ*から演算する方法と、図12に示し
たインバータ周波数finvから演算する方法とを併せ持
つものである。
An embodiment of the invention will be described.
In FIG. 13, reference numeral 4d denotes a limit value calculation circuit similar to that of FIG. 5, and the other parts are the same as those of the embodiment of FIG.
In this embodiment, as a method of calculating the limit value L, FIG.
A method of calculating the modulation rate lambda * shown in, in which both of a method of calculating the inverter frequency f inv shown in FIG.

【0151】最後に、請求項14及び請求項15の発明
の実施形態を説明する。図14は請求項14記載の発明
の実施形態を示しており、この実施形態は、図11の実
施形態において、電圧指令VA *,VB *を制限値L2により
制限するべく制限回路38,39を追加し、前記制限値
2を制限値設定回路3から発生させるようにしたもの
である。
Finally, an embodiment of the invention according to claims 14 and 15 will be described. Figure 14 shows an embodiment of the invention according to claim 14, this embodiment, in the embodiment of FIG. 11, the voltage command V A *, limiting circuit in order to limit the limit value L 2 of the V B * 38 , 39 are added to generate the limit value L 2 from the limit value setting circuit 3.

【0152】図15は請求項15記載の発明の実施形態
を示しており、4eは制限値L2を演算する制限値演算
回路である。この実施形態は、上記制限値L2をインバ
ータ周波数finvに応じて数式62のように変化させる
ものである。この数式62において、NNはインバータ
周波数finvと搬送波周波数fcとの比率、Tminはパル
ス幅最小値を示す。
[0152] Figure 15 shows an embodiment of the invention according to claim 15, 4e is a limit value calculation circuit for calculating a limit value L 2. This embodiment is to vary as Equation 62 the limit values L 2 in accordance with the inverter frequency f inv. In this formula 62, NN is the ratio of the inverter frequency f inv and the carrier frequency f c, T min represents the pulse width minimum.

【0153】[0153]

【数62】L2=1.0−2・finv・NN・Tmin [Number 62] L 2 = 1.0-2 · f inv · NN · T min

【0154】図14、図15の実施形態の動作は、基本
的には図11の実施形態と同様である。このため、加算
器67または68の出力が制限値Lmaxを越えない場
合、電圧指令VA *,VB *,V*、振幅S及びバイアス量B
は数式15〜数式25、数式54〜数式61のようにな
り、波形比較図も図18、図19及び図22のようにな
る。
The operation of the embodiment shown in FIGS. 14 and 15 is basically the same as that of the embodiment shown in FIG. Therefore, when the output of the adder 67 or 68 does not exceed the limit value L max, the voltage command V A *, V B *, V *, the amplitude S and the bias amount B
Are as shown in Expressions 15 to 25 and Expressions 54 to 61, and the waveform comparison diagrams are also as shown in FIGS. 18, 19, and 22.

【0155】しかし、図23のように加算器67または
68の出力が制限値L2(Lmax)を越える場合には、電圧
指令VA *,VB *は数式63、数式64のようになる。
However, when the output of the adder 67 or 68 exceeds the limit value L 2 (L max ) as shown in FIG. 23, the voltage commands V A * and V B * are expressed by the following equations 63 and 64. Become.

【0156】[0156]

【数63】VA *=Lmax (VA *>Lmax)V A * = L max (V A * > L max )

【0157】[0157]

【数64】VB *=−Lmax (VB *<−Lmax)[Number 64] V B * = -L max (V B * <-L max)

【0158】なお、上記以外の電圧指令が制限値L2(L
max)を越えない部分では、電圧指令VA *,VB *は数式4
5、数式46のようになる。ここで、図14、図15の
実施形態は、図12、図13の実施形態にも適用可能で
ある。
It is to be noted that the voltage command other than the above is applied to the limit value L 2 (L
In the portion not exceeding the max), the voltage command V A *, V B * The formula 4
5. Equation 46 is obtained. Here, the embodiments of FIGS. 14 and 15 are also applicable to the embodiments of FIGS.

【0159】[0159]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、搬送波の
振幅を越えないように制限する制限値を設け、電圧指令
がこの制限値を越えないように制御することで、主回路
の半導体スイッチング素子の破壊を防止し、同時に出力
電圧の制御不能期間をなくして3レベルインバータを安
定して制御することができる。更に、制限値や振幅、バ
イアス量等を切り替えることにより、異なる変調方式間
の移行を円滑に行わせることが可能である。
As described above, according to the present invention, a limit value for limiting the amplitude of the carrier wave is not provided, and the voltage command is controlled so as not to exceed the limit value. The switching element can be prevented from being destroyed, and at the same time, the three-level inverter can be stably controlled by eliminating the uncontrollable period of the output voltage. Further, by switching the limit value, the amplitude, the bias amount, and the like, it is possible to smoothly transition between different modulation schemes.

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

【図1】請求項1記載の発明の実施形態を示す制御ブロ
ック図である。
FIG. 1 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 1.

【図2】請求項2記載の発明の実施形態を示す制御ブロ
ック図である。
FIG. 2 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 2;

【図3】請求項3記載の発明の実施形態を示す制御ブロ
ック図である。
FIG. 3 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 3;

【図4】請求項4記載の発明の実施形態を示す制御ブロ
ック図である。
FIG. 4 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 4;

【図5】請求項5記載の発明の実施形態を示す制御ブロ
ック図である。
FIG. 5 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 5;

【図6】請求項6記載の発明の実施形態を示す制御ブロ
ック図である。
FIG. 6 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 6;

【図7】請求項7記載の発明の実施形態を示す制御ブロ
ック図である。
FIG. 7 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 7;

【図8】請求項8記載の発明の実施形態を示す制御ブロ
ック図である。
FIG. 8 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 8;

【図9】請求項9記載の発明の実施形態を示す制御ブロ
ック図である。
FIG. 9 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 9;

【図10】請求項10記載の発明の実施形態を示す制御
ブロック図である。
FIG. 10 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 10;

【図11】請求項11記載の発明の実施形態を示す制御
ブロック図である。
FIG. 11 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 11;

【図12】請求項12記載の発明の実施形態を示す制御
ブロック図である。
FIG. 12 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 12;

【図13】請求項13記載の発明の実施形態を示す制御
ブロック図である。
FIG. 13 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 13;

【図14】請求項14記載の発明の実施形態を示す制御
ブロック図である。
FIG. 14 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 14;

【図15】請求項15記載の発明の実施形態を示す制御
ブロック図である。
FIG. 15 is a control block diagram showing an embodiment of the invention described in claim 15;

【図16】3レベルインバータの主回路構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram of a main circuit of a three-level inverter.

【図17】3レベルインバータの1相分の主回路及び制
御ブロック図である。
FIG. 17 is a main circuit and control block diagram for one phase of a three-level inverter.

【図18】ダイポーラ変調方式の原理図である。FIG. 18 is a principle diagram of a dipolar modulation method.

【図19】非対称ダイポーラ変調の原理図である。FIG. 19 is a diagram illustrating the principle of asymmetric dipolar modulation.

【図20】部分ダイポーラ変調の原理図である。FIG. 20 is a diagram illustrating the principle of partial dipolar modulation.

【図21】非対称ダイポーラ過変調の原理図である。FIG. 21 is a diagram illustrating the principle of asymmetric dipolar overmodulation.

【図22】ユニポーラ変調方式の原理図である。FIG. 22 is a principle diagram of a unipolar modulation method.

【図23】ユニポーラ過変調方式の原理図である。FIG. 23 is a diagram illustrating the principle of the unipolar overmodulation method.

【図24】文献1に記載されているダイポーラ変調のP
WM方式の原理図である。
FIG. 24 is a diagram showing P of dipolar modulation described in Reference 1.
It is a principle diagram of a WM system.

【図25】文献1に記載されているユニポーラ変調のP
WM方式の原理図である。
FIG. 25 shows P of unipolar modulation described in Reference 1.
It is a principle diagram of a WM system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バイアス量設定回路 2a,2b,2c バイアス量演算回路 3,5 制限値設定回路 4a,4b,4c,4d,4e,6a 制限値演算回路 7a,7b,7c 振幅切替回路 31〜34,38,39 制限回路 36,37 補正量演算回路 51 波形発生回路 52 搬送波発振器 61,62 比較器 64 乗算器 65〜68 加算器 71,72 反転回路 81〜84 GTO 93,94 ダイオード 1 Bias amount setting circuit 2a, 2b, 2c Bias amount calculation circuit 3, 5 Limit value setting circuit 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 6a Limit value calculation circuit 7a, 7b, 7c Amplitude switching circuit 31-34, 38, 39 Limiting circuit 36,37 Correction amount calculating circuit 51 Waveform generating circuit 52 Carrier oscillator 61,62 Comparator 64 Multiplier 65-68 Adder 71,72 Inverting circuit 81-84 GTO 93,94 Diode

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源両端の正電位点及び負電位点と
これらの間の中性点との間に接続された直流入力コンデ
ンサを有する直流電源回路を備え、第1〜第4の半導体
スイッチング素子からなる3つの直列回路の両端が前記
正電位点及び負電位点にそれぞれ接続されると共に、第
2及び第3の半導体スイッチング素子の相互接続点が1
相分の出力端子に接続され、第1及び第2の半導体スイ
ッチング素子と前記中性点との間に第1の結合ダイオー
ドが接続され、かつ、第3及び第4の半導体スイッチン
グ素子と前記中性点との間に第2の結合ダイオードが接
続されてなるインバータの各相電圧指令に、あるバイア
ス量を加算または減算して得た2つの電圧指令のそれぞ
れを搬送波と比較してPWM信号を発生する3レベルイ
ンバータの制御装置において、 搬送波の振幅を越えない第1の制限値を設定する手段
と、 第1の制限値を越えない第2の制限値を設定する手段
と、 前記2つの電圧指令の一方が第1の制限値を越えるとき
はその電圧指令を第1の制限値に制限する手段と、 第1の制限値を越えた電圧指令から第1の制限値を差し
引いた値を補正量として他方の電圧指令に加算する手段
と、 前記他方の電圧指令が第2の制限値を越える時はその電
圧指令を第2の制限値に制限する手段と、 を備えたことを特徴とする3レベルインバータの制御装
置。
A DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of a DC power supply and a neutral point therebetween, and wherein first to fourth semiconductor switching circuits are provided. Both ends of three series circuits composed of elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is one.
The first coupling diode is connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and the third and fourth semiconductor switching elements are connected to the neutral terminals between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point. The two voltage commands obtained by adding or subtracting a certain amount of bias to or from each phase voltage command of the inverter in which the second coupling diode is connected to the carrier point are compared with a carrier wave to convert the PWM signal. In the control device for a three-level inverter generated, a means for setting a first limit value not exceeding the amplitude of the carrier, a means for setting a second limit value not exceeding the first limit value, and the two voltages Means for limiting the voltage command to the first limit value when one of the commands exceeds the first limit value, and correcting a value obtained by subtracting the first limit value from the voltage command exceeding the first limit value. As the other voltage command And a means for limiting the voltage command to a second limit value when the other voltage command exceeds a second limit value. .
【請求項2】 請求項1記載の3レベルインバータの制
御装置において、 第1及び第2の制限値をインバータ周波数に応じて変化
させる手段を備えたことを特徴とする3レベルインバー
タの制御装置。
2. The control device for a three-level inverter according to claim 1, further comprising: means for changing the first and second limit values in accordance with the inverter frequency.
【請求項3】 直流電源両端の正電位点及び負電位点と
これらの間の中性点との間に接続された直流入力コンデ
ンサを有する直流電源回路を備え、第1〜第4の半導体
スイッチング素子からなる3つの直列回路の両端が前記
正電位点及び負電位点にそれぞれ接続されると共に、第
2及び第3の半導体スイッチング素子の相互接続点が1
相分の出力端子に接続され、第1及び第2の半導体スイ
ッチング素子と前記中性点との間に第1の結合ダイオー
ドが接続され、かつ、第3及び第4の半導体スイッチン
グ素子と前記中性点との間に第2の結合ダイオードが接
続されてなるインバータの各相電圧指令に、あるバイア
ス量を加算または減算して得た2つの電圧指令のそれぞ
れを搬送波と比較してPWM信号を発生する3レベルイ
ンバータの制御装置において、 搬送波の振幅を越えない制限値を設定する手段と、 前記制限値を変調率の大きさに応じて変化させる手段
と、 前記2つの電圧指令の一方が前記制限値を越えるときは
その電圧指令を前記制限値に制限する手段と、 前記制限値を越えた電圧指令から前記制限値を差し引い
た値を補正量として他方の電圧指令に加算する手段と、 を備えたことを特徴とする3レベルインバータの制御装
置。
3. A first to fourth semiconductor switching device comprising a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of a DC power supply and a neutral point therebetween. Both ends of three series circuits composed of elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is one.
The first coupling diode is connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and the third and fourth semiconductor switching elements are connected to the neutral terminals between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point. The two voltage commands obtained by adding or subtracting a certain amount of bias to each phase voltage command of an inverter in which a second coupling diode is connected to the inverter and comparing each of the two voltage commands with a carrier wave to generate a PWM signal. In the control device for the generated three-level inverter, means for setting a limit value that does not exceed the amplitude of the carrier wave, means for changing the limit value according to the magnitude of the modulation factor, and one of the two voltage commands is Means for limiting the voltage command to the limit value when the limit value is exceeded; means for adding a value obtained by subtracting the limit value from the voltage command exceeding the limit value to the other voltage command as a correction amount A control device for a three-level inverter, comprising:
【請求項4】 直流電源両端の正電位点及び負電位点と
これらの間の中性点との間に接続された直流入力コンデ
ンサを有する直流電源回路を備え、第1〜第4の半導体
スイッチング素子からなる3つの直列回路の両端が前記
正電位点及び負電位点にそれぞれ接続されると共に、第
2及び第3の半導体スイッチング素子の相互接続点が1
相分の出力端子に接続され、第1及び第2の半導体スイ
ッチング素子と前記中性点との間に第1の結合ダイオー
ドが接続され、かつ、第3及び第4の半導体スイッチン
グ素子と前記中性点との間に第2の結合ダイオードが接
続されてなるインバータの各相電圧指令に、あるバイア
ス量を加算または減算して得た2つの電圧指令のそれぞ
れを搬送波と比較してPWM信号を発生する3レベルイ
ンバータの制御装置において、 搬送波の振幅を越えない制限値を設定する手段と、 前記制限値をインバータ周波数に応じて変化させる手段
と、 前記2つの電圧指令の一方が前記制限値を越えるときは
その電圧指令を前記制限値に制限する手段と、 前記制限値を越えた電圧指令から前記制限値を差し引い
た値を補正量として他方の電圧指令に加算する手段と、 を備えたことを特徴とする3レベルインバータの制御装
置。
4. A first to fourth semiconductor switching device comprising a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of a DC power supply and a neutral point therebetween. Both ends of three series circuits composed of elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is one.
The first coupling diode is connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and the third and fourth semiconductor switching elements are connected to the neutral terminals between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point. The two voltage commands obtained by adding or subtracting a certain amount of bias to or from each phase voltage command of the inverter in which the second coupling diode is connected to the carrier point are compared with a carrier wave to convert the PWM signal. In the control device of the generated three-level inverter, a means for setting a limit value that does not exceed the amplitude of the carrier, a means for changing the limit value according to the inverter frequency, and one of the two voltage commands sets the limit value Means for limiting the voltage command to the limit value when the voltage command exceeds the limit value, and adding a value obtained by subtracting the limit value from the voltage command exceeding the limit value to the other voltage command as a correction amount A control device for a three-level inverter, comprising: a stage;
【請求項5】 請求項3記載の3レベルインバータの制
御装置において、 前記制限値をインバータ周波数に応じて変化させる手段
を併せ持つことを特徴とする3レベルインバータの制御
装置。
5. The control device for a three-level inverter according to claim 3, further comprising means for changing the limit value according to an inverter frequency.
【請求項6】 直流電源両端の正電位点及び負電位点と
これらの間の中性点との間に接続された直流入力コンデ
ンサを有する直流電源回路を備え、第1〜第4の半導体
スイッチング素子からなる3つの直列回路の両端が前記
正電位点及び負電位点にそれぞれ接続されると共に、第
2及び第3の半導体スイッチング素子の相互接続点が1
相分の出力端子に接続され、第1及び第2の半導体スイ
ッチング素子と前記中性点との間に第1の結合ダイオー
ドが接続され、かつ、第3及び第4の半導体スイッチン
グ素子と前記中性点との間に第2の結合ダイオードが接
続されてなるインバータの各相電圧指令に、あるバイア
ス量を加算または減算して得た2つの電圧指令のそれぞ
れを搬送波と比較してPWM信号を発生する3レベルイ
ンバータの制御装置において、 電圧指令の振幅及び前記バイアス量を変調率の大きさに
応じて切り替える手段を備えたことを特徴とする3レベ
ルインバータの制御装置。
6. A first to fourth semiconductor switching device comprising a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of a DC power supply and a neutral point therebetween. Both ends of three series circuits composed of elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is one.
The first coupling diode is connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and the third and fourth semiconductor switching elements are connected to the neutral terminals between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point. The two voltage commands obtained by adding or subtracting a certain amount of bias to each phase voltage command of an inverter in which a second coupling diode is connected to the inverter and comparing each of the two voltage commands with a carrier wave to generate a PWM signal. A control device for a three-level inverter, comprising: means for switching the amplitude of a voltage command and the bias amount according to the magnitude of a modulation factor.
【請求項7】 直流電源両端の正電位点及び負電位点と
これらの間の中性点との間に接続された直流入力コンデ
ンサを有する直流電源回路を備え、第1〜第4の半導体
スイッチング素子からなる3つの直列回路の両端が前記
正電位点及び負電位点にそれぞれ接続されると共に、第
2及び第3の半導体スイッチング素子の相互接続点が1
相分の出力端子に接続され、第1及び第2の半導体スイ
ッチング素子と前記中性点との間に第1の結合ダイオー
ドが接続され、かつ、第3及び第4の半導体スイッチン
グ素子と前記中性点との間に第2の結合ダイオードが接
続されてなるインバータの各相電圧指令に、あるバイア
ス量を加算または減算して得た2つの電圧指令のそれぞ
れを搬送波と比較してPWM信号を発生する3レベルイ
ンバータの制御装置において、 電圧指令の振幅及び前記バイアス量をインバータ周波数
に応じて切り替える手段を備えたことを特徴とする3レ
ベルインバータの制御装置。
7. A first to fourth semiconductor switching device comprising a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of a DC power supply and a neutral point therebetween. Both ends of three series circuits composed of elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is one.
The first coupling diode is connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and the third and fourth semiconductor switching elements are connected to the neutral terminals between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point. The two voltage commands obtained by adding or subtracting a certain amount of bias to or from each phase voltage command of the inverter in which the second coupling diode is connected to the carrier point are compared with a carrier wave to convert the PWM signal. A control device for a three-level inverter, comprising: means for switching the amplitude of a voltage command and the amount of bias according to the inverter frequency.
【請求項8】 直流電源両端の正電位点及び負電位点と
これらの間の中性点との間に接続された直流入力コンデ
ンサを有する直流電源回路を備え、第1〜第4の半導体
スイッチング素子からなる3つの直列回路の両端が前記
正電位点及び負電位点にそれぞれ接続されると共に、第
2及び第3の半導体スイッチング素子の相互接続点が1
相分の出力端子に接続され、第1及び第2の半導体スイ
ッチング素子と前記中性点との間に第1の結合ダイオー
ドが接続され、かつ、第3及び第4の半導体スイッチン
グ素子と前記中性点との間に第2の結合ダイオードが接
続されてなるインバータの各相電圧指令に、あるバイア
ス量を加算または減算して得た2つの電圧指令のそれぞ
れを搬送波と比較してPWM信号を発生する3レベルイ
ンバータの制御装置において、 電圧指令の振幅及び前記バイアス量を変調率の大きさ及
びインバータ周波数に応じて切り替える手段を備えたこ
とを特徴とする3レベルインバータの制御装置。
8. A first to fourth semiconductor switching device comprising a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between positive and negative potential points at both ends of the DC power supply and a neutral point therebetween. Both ends of three series circuits composed of elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is one.
The first coupling diode is connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, and the third and fourth semiconductor switching elements are connected to the neutral terminals between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point. The two voltage commands obtained by adding or subtracting a certain amount of bias to or from each phase voltage command of the inverter in which the second coupling diode is connected to the carrier point are compared with a carrier wave to convert the PWM signal. A control device for a three-level inverter, comprising: means for switching the amplitude of a voltage command and the bias amount according to the magnitude of a modulation factor and the inverter frequency.
【請求項9】 請求項6,7または8記載の3レベルイ
ンバータの制御装置において、 前記2つの電圧指令の振幅を制限する手段を備えたこと
を特徴とする3レベルインバータの制御装置。
9. The control device for a three-level inverter according to claim 6, further comprising: means for limiting an amplitude of the two voltage commands.
【請求項10】 請求項9記載の3レベルインバータの
制御装置において、 前記2つの電圧指令の振幅の制限値をインバータ周波数
に応じて変化させる手段を備えたことを特徴とする3レ
ベルインバータの制御装置。
10. The control device for a three-level inverter according to claim 9, further comprising means for changing a limit value of the amplitude of the two voltage commands according to an inverter frequency. apparatus.
【請求項11】 請求項3記載の3レベルインバータの
制御装置において、 前記バイアス量を変調率の大きさに応じて変化させる手
段を備えたことを特徴とする3レベルインバータの制御
装置。
11. The control device for a three-level inverter according to claim 3, further comprising: means for changing the amount of bias according to the magnitude of a modulation factor.
【請求項12】 直流電源両端の正電位点及び負電位点
とこれらの間の中性点との間に接続された直流入力コン
デンサを有する直流電源回路を備え、第1〜第4の半導
体スイッチング素子からなる3つの直列回路の両端が前
記正電位点及び負電位点にそれぞれ接続されると共に、
第2及び第3の半導体スイッチング素子の相互接続点が
1相分の出力端子に接続され、第1及び第2の半導体ス
イッチング素子と前記中性点との間に第1の結合ダイオ
ードが接続され、かつ、第3及び第4の半導体スイッチ
ング素子と前記中性点との間に第2の結合ダイオードが
接続されてなるインバータの各相電圧指令に、あるバイ
アス量を加算または減算して得た2つの電圧指令のそれ
ぞれを搬送波と比較してPWM信号を発生する3レベル
インバータの制御装置において、 搬送波の振幅を越えない制限値を設定する手段と、 前記制限値をインバータ周波数に応じて変化させる手段
と、 前記バイアス量を変調率の大きさに応じて変化させる手
段と、 前記2つの電圧指令の一方が前記制限値を越えるときは
その電圧指令を前記制限値に制限する手段と、 前記制限値を越えた電圧指令から前記制限値を差し引い
た値を補正量として他方の電圧指令に加算する手段と、 を備えたことを特徴とする3レベルインバータの制御装
置。
12. A first to fourth semiconductor switching device comprising a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between positive and negative potential points at both ends of the DC power supply and a neutral point therebetween. Both ends of three series circuits composed of elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively.
An interconnection point between the second and third semiconductor switching elements is connected to an output terminal for one phase, and a first coupling diode is connected between the first and second semiconductor switching elements and the neutral point. And a bias amount is obtained by adding or subtracting a certain bias amount to or from each phase voltage command of an inverter in which a second coupling diode is connected between the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point. In a control device of a three-level inverter that generates a PWM signal by comparing each of two voltage commands with a carrier, means for setting a limit value that does not exceed the amplitude of the carrier, and changing the limit value according to the inverter frequency Means for changing the bias amount in accordance with the magnitude of the modulation factor; and when one of the two voltage commands exceeds the limit value, the voltage command is controlled to the limit value. And a means for adding a value obtained by subtracting the limit value from the voltage command exceeding the limit value to the other voltage command as a correction amount.
【請求項13】 請求項12記載の3レベルインバータ
の制御装置において、 前記制限値を変調率の大きさに応じて変化させる手段を
併せ持つことを特徴とする3レベルインバータの制御装
置。
13. The control device for a three-level inverter according to claim 12, further comprising: means for changing the limit value according to the magnitude of a modulation factor.
【請求項14】 請求項11,12または13記載の3
レベルインバータの制御装置において、 補正量が加えられた後の前記2つの電圧指令の振幅を制
限する手段を備えたことを特徴とする3レベルインバー
タの制御装置。
14. The method according to claim 11, 12 or 13.
A control device for a three-level inverter, comprising: means for limiting the amplitude of the two voltage commands after the correction amount is added.
【請求項15】 請求項14記載の3レベルインバータ
の制御装置において、 前記2つの電圧指令の振幅の制限値をインバータ周波数
に応じて変化させる手段を備えたことを特徴とする3レ
ベルインバータの制御装置。
15. The control device for a three-level inverter according to claim 14, further comprising means for changing a limit value of the amplitude of the two voltage commands according to an inverter frequency. apparatus.
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