JPH1084678A - パルス幅変調制御電力変換器 - Google Patents
パルス幅変調制御電力変換器Info
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Abstract
令値を簡便かつ直接的に得るようにしたパルス幅変調制
御電力変換器を提供するものである。 【解決手段】制御量と制御指令値とを比較しその差を増
幅して交流制御入力指令値を得る交流制御器と、交流制
御入力指令値それぞれに補償値を重畳した比較指令値を
得る三倍調波重畳機能部と、比較指令値をパルス幅変調
して変換器のスイッチング素子の開閉信号を出力する三
角波変調比較器とを備えて成り、その三倍調波重畳機能
部は交流制御入力指令値の積を交流制御入力指令値の自
乗和で除算した値に比例した補償値を求めるようにした
ものである。
Description
または直流電源を三相交流にパルス幅変調制御変換を行
うパルス幅変調制御電力変換器に、関するものである。
の三相インバータ,コンバータの一般的な交流制御系を
示すものであって、1はパルス幅変調制御変換器(以下
単に変換器という)、2は交流回路、3は交流制御器、
4は三角波変調比較器である。すなわち、変換器1はス
イッチング素子で構成されるインバータまたはコンバー
タであって、また、交流回路2がインバータの場合に変
換器1に接続される電動機等の誘導負荷になり、コンバ
ータの場合には変換器1と接続する三相リアクトルと電
源回路になる。交流制御器3は、制御量AVを与えられる
制御指令値*AVに一致するように、その制御誤差eを制
御部分で増幅して三相の制御入力指令信号を出力する。
ここで、u1 ,u2 ,u3 は交流制御入力指令値であ
る。三角波変調比較器4は、与えられた比較指令値v1
,v2 ,v3 をパルス幅変調し、変換器1を構成する
スイッチング素子の開閉信号を出力することによって、
変換器1を制御する目的を果たす。
指令値v1 ,v2 ,v3 の生成法は、代表的に2種類の
方法がある。第1には、最も簡単に交流制御器3の出力
値を直接的に比較指令値とする方法である。第2には、
交流制御器3の出力値にその三倍の周波数をもつ補償値
を重畳して比較指令値を得る方法である。
つぎの手順で求められる。 (ステップ1):交流制御器出力の交流制御入力指令値
の振幅と位相角を求める。その交流制御入力指令値u1
,u2 ,u3 の信号は、三相の対称した正弦波なた
め、式(1)のようにのように表せる。ただし、U,θ
は各々正弦波信号の振幅値と位相角を表し、添字の1 ,
2 ,3 は各相の番号である。かように(ステップ1)で
は、交流制御入力指令値u1 ,u2 ,u3 の瞬時値か
ら、振幅値Uおよび位相角θを得る。
( cos3θ)を、(3θ)を索引にして、三角関数テ−
ブルから検出する。 (ステップ3):重畳するための補償信号を、(ステッ
プ1)で求められた基本波の振幅値Uと(ステップ2)
で求められた三倍調波の余弦値( cos3θ)との積(U
cos3θ)に、比例した値とする。
の従来技術においては、第1の方法では変調率が1以下
しか得られず、インバータの場合は高い出力が得られな
い。また、コンバータの場合は出力直流電圧値を高く設
定しなければならない。さらには、交流波形のひずみ率
が高いことは周知である。第2の方法は、第1の方法の
改善策として提案されているものの、前述した如くに補
償信号の計算は複雑である。特に、手順の(ステップ
1)で振幅値Uを求めるとき、平方根演算,位相角θを
求めるのに逆三角関数演算を必要とするため、実現が難
しい。また、(ステップ2)を実現するためには、予め
三角関数テーブルを作っておく必要があって、経済的で
はない。
流制御器出力に補償信号が重畳された比較指令値を簡便
かつ直接的に得るようにしたパルス幅変調制御電力変換
器を提供する、ことにある。
点に鑑みなされてものであって、つぎの如くに構成した
ものである。すなわち、パルス幅変調制御される三相交
流電源から供給される交流を直流にまたは直流電源から
供給される直流を三相交流に変換する変換器と、制御量
と制御指令値とを比較しその差を増幅して交流制御入力
指令値(u1 ,u2 ,u3 )を出力する交流制御器と、
与えられた比較指令値(v1 ,v2 ,v3 )をパルス幅
変調して変換器のスイッチング素子の開閉信号を出力す
る三角波変調比較器とを備えて成るパルス幅変調制御電
力変換器において、交流制御入力指令値(u1 ,u2 ,
u3 )の積をその自乗和で除算した値に比例した補償値
(u0 )を求めかつ補償値(u0 )を交流制御入力指令
値(u1 ,u2 ,u3 )それぞれに重畳した比較指令値
(v11,v21,v31)を発生する三倍調波重畳機能部
を、具備して構成したものである。
を奏し得る。一般に、三角波変調比較器に入力する三つ
の比較指令値に同じ量の信号を重畳しても、制御効果が
変わらないことが知られている。ここで、その重畳する
量を交流制御入力指令値の三倍周波数をもつものとする
と、変調率が1以上に上げることができ、また、ひずみ
率を下げる効果もある。特に、その三倍調波の振幅を、
基本制御入力信号の振幅の6分の1にすると変調率が最
大に1.15まで上げられ、4分の1にするとひずみ率を最
小に抑えることができる。そして、前述の三倍調波重畳
機能部を用いることにより、三倍調波の補償値を複雑な
演算をすることなく生成でき、かつ三角波変調比較器に
与える比較指令値を格別に得ることができる。
指令値とを比較しその差を増幅して交流制御入力指令値
を得る交流制御器と、交流制御入力指令値それぞれに補
償値を重畳した比較指令値を得る三倍調波重畳機能部
と、比較指令値をパルス幅変調して変換器のスイッチン
グ素子の開閉信号を出力する三角波変調比較器とを備え
て成り、その三倍調波重畳機能部は交流制御入力指令値
の積を交流制御入力指令値の自乗和で除算した値に比例
した補償値を求めるようにしたものである。さらに、本
発明を図面を参照して、詳細説明する。
たものであって、5は三倍調波重畳機能部である。すな
わち、三倍調波重畳機能部5が設けられてなり、交流制
御器3出力の交流制御入力値u1 ,u2 ,u3 を得て比
較指令値v11,v21,v31を信号発生し得るものであ
る。その三倍調波重畳機能部5においては、後述する如
く、交流制御入力指令値u1,u2 ,u3 の積Aをその
自乗和Bで除算して得られる値に比例した三倍調波補償
値u0 を補償信号として、交流制御入力指令値u1 ,u
2 ,u3 それぞれに三倍調波補償値u0 を重畳して得た
比較指令値(v11=u1 −u0 ,v21=u2 −u0 ,v
31=u3 −u0 )を与えるものであって、これより、変
調率1以上にすることが可能でかつ波形ひずみ率が低い
パルス幅変調制御信号が発生され、よって、変換器1を
構成するスイッチング素子の開閉動作を制御し得るもの
である。これを、さらに説明する。
る。交流制御器出力の交流制御入力指令値(u1 ,u2
,u3 )を得て、ここで、その積Aを自乗和Bで除算
するに、式(1)より式(2)の如くである。さらに、
式(2)の分子部分は式(3)となり、式(2)の分母
部分は式(4)となる。故に式(2)は式(5)となっ
て、これは、丁度振幅値が基本波の6分の1になる3倍
調波、となる。
ことにより、制御性能を劣化せずに変調率とひずみ率を
改善することができる。特に、三倍調波重畳機能部5の
ゲインKを、最大変調率を得るために(K=1)にし、
また最小ひずみ率を得るためには(K=1.5 )にすれば
よい。
バータ,インバータに適用できる。つぎに、一例として
最大変調率を得るための三倍調波重畳機能部5の演算手
順を示す。なおこの場合、ゲインが(K=1)なので最
も簡単になる。 (ステップ1):交流制御ループからの交流制御入力指
令値u1 ,u2 ,u3を入力する。 (ステップ2):三つの入力(u1 ,u2 ,u3 )の積
Aを求める。 (ステップ3):三つの入力(u1 ,u2 ,u3 )の自
乗和Bを求める。 (ステップ4):(ステップ2)で求められた積Aを
(ステップ3)で求められた自乗和Bでで割算し、三倍
調波補償値u0 を得る。 (ステップ5):(ステップ4)で得た三倍調波補償値
u0 を、元の交流制御入力指令値u1 ,u2 ,u3 に、
重畳(u1 −u0 ,u2 −u0 u3 −u0 )して比較指
令値v11,v21,v31を得る。 (ステップ6):(ステップ5)で得られた比較指令値
v11,v21,v31を、三角波変調比較器4へ出力する。
ぎの効果を得ることができる。 (イ) 複雑な演算を必要とせず三角関数テーブルも設
けずに、交流制御入力指令値の三倍調波補償値信号を、
直接的にかつ簡単に生成できる。 (ロ) その三倍調波補償値を元の交流制御入力指令値
に重畳して三角波変調比較器に信号送出し、ひずみ率と
変調率とも改善することができる。 (ハ) 変調率を上げることによりインバータの最大出
力を上げることができ、コンバータの出力直流電圧を低
く設定することが可能となる。
図である。
ク図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 パルス幅変調制御される三相交流電源か
ら供給される交流を直流にまたは直流電源から供給され
る直流を三相交流に変換するパルス幅変調制御変換器
と、制御量と制御指令値とを比較しその差を増幅して交
流制御入力指令値を出力する交流制御器と、与えられた
比較指令値をパルス幅変調して前記パルス幅変調制御変
換器を構成するスイッチング素子の開閉信号を出力する
三角波変調比較器とを備えて成るパルス幅変調制御電力
変換器において、前記交流制御入力指令値の積をその自
乗和で除算した値に比例した補償値を求めかつ該補償値
を交流制御入力指令値それぞれに重畳した比較指令値を
発生する三倍調波重畳機能部を具備して構成したことを
特徴とするパルス幅変調制御電力変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03430496A JP3618875B2 (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | パルス幅変調制御電力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03430496A JP3618875B2 (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | パルス幅変調制御電力変換器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1084678A true JPH1084678A (ja) | 1998-03-31 |
JP3618875B2 JP3618875B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03430496A Expired - Fee Related JP3618875B2 (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | パルス幅変調制御電力変換器 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3618875B2 (ja) |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP03430496A patent/JP3618875B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP3618875B2 (ja) | 2005-02-09 |
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