JPS5826570A - Pwm電圧形トランジスタインバ−タ装置 - Google Patents

Pwm電圧形トランジスタインバ−タ装置

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JPS5826570A
JPS5826570A JP56123838A JP12383881A JPS5826570A JP S5826570 A JPS5826570 A JP S5826570A JP 56123838 A JP56123838 A JP 56123838A JP 12383881 A JP12383881 A JP 12383881A JP S5826570 A JPS5826570 A JP S5826570A
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JP
Japan
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signal
transistor
transistors
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JP56123838A
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English (en)
Inventor
Wahei Inoue
和平 井上
Takashi Sasaki
佐々木 喬
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Mayekawa Manufacturing Co
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Mayekawa Manufacturing Co
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はpwMt圧形ト弓形トランジスタインバータ装
置る。
一般に、誘導電動機を駆動する場合、回転速度を変化さ
せるため電源周波数を変化すると、印加電圧も変化しな
ければならない。そこで電源周波数に対応して印加電圧
も変化させるため牙1図に示すPWM)ランジスタイン
バータ装置が用いられている。
従来、誉1図に示すように6つのトランジスタ(丁、)
(T2)(T、)(T4)(T、)(T、)からなり、
2つ直列に接続したものを3組並列に接続し、各直列回
路の接続点から出力信号を得るPWM電圧形トランジス
タインバータ装胃は、前段のトランジスタ1丁、)(T
2)(T、)とこれに対応する後段のトランジスタ1丁
、)(T、)(丁、)とな同時にオンさせないため、こ
れらトランジスタ(T、) −−−−−(T4)のベー
λに印加する変調信号は、前段トランジスタ(T、)(
T、)(T、)の場合は才2図(4,)〜(J、)K示
すよ5に同図(1)に示す矩形波と三角波から形成され
ているが、後段のトランジスタ(T4)(T、)(T、
)の場合は同図(44)〜(44)k示すよ5に前段の
トランジスタ(T、)(T、)(Ts)がオフの時間の
前後からそれぞれΔt1時間を引いた時間だけオンする
ようkなっており、したがって、前段のトランジスタ(
T、)(T2)(T、)と後段のトランジスタ(T、)
(T、)(T、)K印加される変調信号は波形が異なり
、前段に比べ後段の変調信号のオン時間が短くなってい
る。このため同図(C4)〜(C3)に示すように三相
交流出力([1)(v)、(V)N、 H(tJ)ノt
<ルx幅はIt、時間分だけ狭いものとなり、出力電圧
の実効値も低下する。
また、r1期間ではインバータ装置の前段のトランジス
タ(T、)(T2)(T、)の中の1つ例えば(T、)
がオン継続中に、後段のトランジスタ(T4)(T、)
(T、)の中の2つ例えば(T4)(T4)がオン・オ
フされるため、2つのトランジスタ(T4)(T4)の
特性の相違及びライン上のインダクタンス、或は浮遊容
量により、休止期間中のラインU−W間に誘起電圧Eが
発生し、これが雑音となるという欠点があった。なお、
この雑音は後段のトランジスタ(T4)(T5)(T4
>の中の1つがオン継続中に、前段のトランジスタ1丁
1)(〒、)(T、)の中の2つがオン・オフされた場
合も発生する。
本発明は上記欠点Kmみ、出力電圧を向上させるととも
にラインに発生する雑音を減少させることを目的として
なされたもので、2つのトランジスタを直列に接続した
ものを3組並列忙接続した回路に直流電圧を入力すると
ともに、前記各トランジスタのベースに矩形波−三角波
変調で得られた信号を印加して各トランジスタの導通を
制御し、前記直列に接続された2つのトランジスタの接
続点から三相交流電圧を得るPWM電圧形トランジスタ
インバータ装置において、前記直列回路の前段のトラン
ジスタが2つオンしている場合後段のトランジスタの1
つをオン・オフ制御するか、または後段のトランジスタ
が2つオンしている場合前段のトランジスタの1つをオ
ン・オフ制御するように前記各トランジスタのベースに
位相が異なる同一波形を入力するPWM電圧形トランジ
スタインバータ装電装置供するものである。
次に本発明の一実施例を矛3図乃至才5図に基づいて説
明する。
才3図はトランジスタインバータ(1)の回路図である
。(2)は整流平滑回路で、久方端子(a) (4) 
(5)から入力される商業用三相交流電圧を複数のダイ
オード(6)およびコンデンサ(7)Kて整流平滑し、
端子(9)時間に出力する。
この端子(9) 01間には、前段のエミッタと後段の
;レクタを接続するととkより、直列接続された三組の
トランジスタ(11)(14)、C3(Is 、α3a
lGが並列に接続されている。これら三組の前段のトラ
ンジスタ住υ0203のエミッタと後段のトランジスタ
(141(151aeのコレクタとの接続点には、誘導
電動機α7)K接続されるとともに、トランスと整流回
路−を介して検出信号(#j)な出力する検出端子に接
続される0(v)鯵の出力ラインが接続されている。
前記トランジスタQl)−−−−一αeにはそれぞれコ
レクタ・エミッタ間にダイオードQυ(ハ)(ハ)(財
)(ハ)(至)が接続されている。
矛4図はトランジスタインバータ(1)の′それぞれの
トランジスタaυ−−−−−αQのベースに、これらト
ランジスタαυ−−−−−aeをオン・オフ制御する変
調信号を入力するための変−回路01)である。
(至)は周波数設定器で、所望の周波数に対応する電圧
νiを出力する。この周波数設定器(至)の出力端は、
入力された電圧に対応する周波数fのパルス列を出力す
るη乍変換器(至)を介してアップ・ダウンカウンタ(
財)に接続されるとともに、電圧調整器@に接続されて
いる。
前記アップ・ダウンカウンタ(ロ)の出力端は、とのカ
ウンタ(2)の最高値でリセット信号を、0でセット信
号を出力するゲート回路(lf19に接続され′ている
。このゲート回路(至)のリセット端子はR8フリップ
フロップ(ロ)のR端子に、セット端子はS端子に接続
されている。このR8フリップフロップ(ロ)のQ、端
子は前記カウンタ(ロ)のアップ・ダウンを制御するΦ
小端に接続され、Q、端子はIA分周器(至)<@続さ
れている。
また、前記カウンタ(ロ)の出力端は、1コンバータ@
IIc接続されている。このD/Aコンバータ(至)の
出力は前記ゲート回路(至)およびRSフリップフロッ
プ@により前記周波数/に同期した三角波となる。この
D/Aコンバータ(至)の出力端は矛1の比較器(4G
の(+l入力端と、矛2の比較器卿の(→入力端に接続
されている。
前記電圧調整器(至)は電圧νiとインバータ(1)の
検出信号(−j)とを入力し、インバータ(1)の出力
の変化に対応した信号を出力するもので、出力端は矛2
の比較II+(4Dの(→入力端と、入力信号に一定電
圧りを加算して出力する加算器(4のを介して第1の比
較器−の(→入力端に接続されている。これら矛1およ
び矛2の比較器(40(41)は(→入力端の信号が(
→入力端の信号より大きいとき「H」、小さいときrL
Jの信号を出力する。
との矛lの比較器−の出力端はインバーターを介して3
人カアンドゲート(財)の−入力端に接続されている。
また矛2の比較I!(41)の出力端は入力信号の立上
り部分なΔt2(5μ〜10μ)秒カットするパルス縮
小器(ハ)を介して3人カアンドゲート■の一入力端に
接続されている。これら3人カアンドゲー)(44)(
4Qの他の2人力には前記RSフリップフロップ(ロ)
のQ、出力端と、IA分周器(至)の出力端とが接続さ
れている。
このアンドゲート■の出力端はRSフリップフロップ(
4?)のS端子に、アンドゲート■の出力端はワンショ
ットマルチバイブレータ(ハ)な介して前記R8フリッ
プフロップ(4?)のR端子に接続されている。このB
Sフリップフロップ(47)のQ、出力端は6進リング
カウンタ(41eC接続されるとともに1アンドゲ一ト
ans知南1551mの一入力端に接続されている。こ
れらアンドゲート6υ−m−−−(至)の他入力端には
前記リングカウンターのJPlから矛6までの出力端が
それぞれ接続されている。
このアンドゲート6υ−−−−−鉋の出力端は一入力端
に前記パルス幅縮小器(2)の出力端を接続したアンド
ゲート67161g5961 Ill I邊の他入力端
と、矛1の比較器−の出力端を接続したアントゲ−) 
631141@m■−の他入力端に接続されている。
@σOσυ00σ尋はそれぞれインバータ(りのトラン
ジスタ収υ−−−−−aSのベースに出力端を接続され
たオアゲートで、それぞれアンドゲート61) −−−
−−−翻−−−−−aI3−−−−−一の出力を入力し
て各トランジスタaυ−−−−−(leのオン・オフを
制御する変調信号を出力している。
次にこの実jliiNの動作を矛5図に示す波形図を参
照して説明する。
周波数設定器@にて誘導電動機の回転速度に対応する周
波数な設定すると、この周波数設定器(至)から設定し
た周波数に応じた電圧信号(ν、)が出力される。この
信号(ui )はV、/’F変換変換器上り周波数fの
パルス列信号(イ)に愛換され出力される。この信号ω
はカウンタ(M)K入力され計数される。この計数はゲ
ート回路@にて制御される。カウンタ(ロ)が所定値ま
で計数するとゲート回路弼からR8フリップフロップ0
ηのR端子に信号が出力され、R8フリップフロップc
3ηはリセットされるため、Q1端子からカウンタ04
)K減算信号であるrLJ信号が出力される。そしてこ
りカウンタ(至)が前記信号φに基づいて減算動作し、
0となるとゲート回路(至)からR87リツプフロツブ
(9)のS端子に信号が出力され、Rsフリップフロッ
プODはセットされ、Q1端子からカウンタ(財)に加
算信号である「■」信号が出力される。なお、このR6
フリップ70ツブ(ロ)のQ、端子からはQ、端子から
の信号と逆の信号■が出力される。この信号■は1/2
分周器缶に入力され、この出力端からは信号[F]の1
72分局信号いが出力される。
D、4コンバータOIKはカウンタ(財)の信号が入力
されアナログ信号化され三角波である信号(ム、)が出
力される。
また、前記周波数設定器■の出力信号(ui)は電圧調
整I!(至)k入力される。この電圧調整III@はイ
ンバータ(1)の出力電圧(−りも入力し、出力電圧(
−f″)tJZ一定となるよ5に信号(1i)を調整し
て(Aりとして出力する。
次に信号(ム、)Kより変調信号の元となる信号0およ
び(6)を作る。
まず信号■は、信号(ム2)を矛2の比較器卿で三角波
信号C人、)と比較し、信号(A、)が信号(A、)よ
り大きい場合は「H」、小さい場合はrLJの信号口を
出力し、この信号Cをパルス縮小li!(ハ)K入力し
、信号Ωの立上り部分なΔt、(5s〜10声)秒カッ
トすることKより得られる。すなわち信号0は、 D冨C−Δ1 t(1) となる。この信号Ωは周波数ftおける三相交流出力電
圧値を決定する要素となるもので、周波数fが高ければ
三角波信号(人、)の1周期忙対する割合は大きくなり
、逆に周波数fが低ければ割合は小さくなる。
次に信号■は、信号C人、)を加算器(6)に入力し、
この加算器(42にて一定信号(−b)を加算された信
号(ム、)を得た後、この信号(A、)は矛1の比較器
(社)で三角波信号(A、)と比較し、信号(ム、)が
信号(人、)より大きい場合は「H」、小さい場合はr
LJを出力するととKより得られる。ここで信号■と■
の関係は加算器働にて信号(A、)K信号(す)を加算
したため次のようになる。
D−#、+B+Δt 、        (21ここで
才5図に示す時間幅Δt1、Δ1!、1いt4について
説明する。
Δt、は、インバータ(1)の前段のトランジスタ■(
13<13とこれJ([列に接続された後段のトランジ
スタa4 Q!1s tieとが同時にオンとなり、破
壊されるのを防止するために設げた時間(30声〜50
.#秒)である。
Δt、は、インバータ(1)の前段の2つのトランジス
タ例えば00輪(または後段の2つのトランジスタ例え
ばQ4)QL)と後段の1つのトランジスタ例えばQ9
 (または前段の1つのトランジスタ例えば(1z)と
が同時にオンとなり、休止中の電源ラインKll起電圧
が発生するのを防止するために設けた時間(511〜l
Oμ秒)である。
t、は、信号υのパルス幅である。このパルス幅はIt
、に影響されておらず、三角波信号(ム、)と周波数設
定器の信号(#i)を有効に活用している。
t4は、信号の)のパルス幅で、負荷に発生する逆起電
力を吸収し、電圧−周波数特性の直線性を良くするもの
である。
次にこの信号■(8)をもとにトランジスタ01) −
−−一αGのベース信号である*a信号な作るkは、ま
ず、アンドゲート−にて信号a@鉛のアンドをとり、こ
の出力信号すをR8フリッププロップ鋤の8端子に入力
する。また、アンドゲート−にて信号(幻00のアンド
をとり、この出力信号0をウシショットマルチバイブレ
ータ囮に入力し、パルス幅の狭い信号(I)を作り、こ
の信号(I)なR87リツプフロツブθカのR端子に入
力する。
すると、とのR87リツプフロツブUηからは信号切が
出力される。これを6進リングカウンターのクロック信
号とし、この信号(イ)と6道リングカウンターのそれ
ぞれの出力とアンド回路61) −−−−−611にて
アンドをとり、信号(x、 ) (x、) (Kj) 
(K4) (K、)(x4)を得る。さらに信号(K、
 )−−−−−(K4)はそれぞれ信号0、■とアンド
回路67) −−−−−fi’J時−−−−−−KY:
、7ンHをとり、信号(K、 −D) (K、 −D)
 (K、 −DXK4−D))を (K、   (K、・B ’) (K、・B)(K、・
B)(K、・B) (K、・B) (K、・B)を得る
これらの信号(K、 ) −−−−−(K6)、(K、
・D) −一−−−(K4・D)、(K、・B) −−
−−−(K、・B)をオアゲートーーーーー−q4JK
て組合わせてfl!l信号(L、) (L、) (L、
 ’) (L4)(L、)(L、)を得る。
この変調信号(L、) −−−−−(L、)をそれぞれ
のトランジスタ(11) −−−−−翰のベースに印加
した場合のインバータ(1)の動作を説明する。
τ1期間では、まず、トランジスタaυα3が同一にオ
ンされる。次にΔり時間後トランジスタa!9がオンさ
れる。するとライン(ロ)(V)、(VIwI間に出力
電圧が発生する。この電圧はトランジスタa9がオフす
るまでの1s時間発生している。
トランジスタa9がオフすると誘導電動*aηのコイル
に逆起電力が発生するが、これはダイオード(2)、ト
ランジスタaυ、コイル、ダイオード(2)を介して、
およびダイオ−トリ、トランジスタ03、フィル、ダイ
オード(至)を介しである程度消滅する。
次にトランジスタa9がオフしてからIt1時間後トラ
ンジスタ(12がオンとなる。すると、前記逆起電力は
、ダイオード(2B、トランジスタα2、コイル、ダイ
オードCDを介して、およびダイオード(至)、トラン
ジスタ峙、コイル、ダイオード(至)を介しても放電さ
れるため消滅する。このため、休止期間のライン■醐間
に雑音となる電圧が発生することはない。
トランジスタα2がオンしてからt4時間後、トランジ
スタa2がオフし、このΔt3時間後再度トランジスタ
α9がオンする。以後はT、の期間は前記の動作を繰返
す。
7にオ、r、、τいT4.fs、Taの期間もオン・オ
フするトランジスタが変化するだけで同一の動作を行う
そして、トランジスタaυ−−−−−αeのオン・オフ
によるライン(ロ)(V)、 (V)(m、 H([J
)間の出力はトランジスタ住υ−−−−−αQの保護の
ために設けたit、H間に無関係な信号■にて制御され
るためΔt1時間分だけ出力電圧が低下することはない
また、τ、〜τ6のいずれの期間において′も前段のト
ランジスタαυα々0の内2つがオン継続中に、後段の
トランジスタα4)(Isαeの内1つがオン・オフす
るか、または後段のトランジスタQ4)α〜α印の内2
つがオン継続中に、前段のトランジスタQll13 (
13の内1つがオン・オフするため、休止期間中のライ
ンに誘起されるノイズ電圧はなくなる。
本発明によれば、直列に接続されたトランジスタが同時
に導通されて破壊されるのt防止するために設けた17
4時間が変調信号のパルス幅内に入ってこないため、Δ
t、q間分だけ出力電圧が低下することがなく、出力電
圧な向上できる。
また、前段または後段の2つのトランジスタがオン継続
中に1後段または前段の1つのトランジスタがオン・オ
フするため、休止期間中のラインに発生するノイズな減
少できるものである。
【図面の簡単な説明】
矛1図は従来のPWMトランジスタインバータf!愛の
回路図、才2図は矛1図の動作波形図、牙3図は本発明
のトランジスタインバータ装置の回路図、矛4図は同上
変調回路図、矛5図は矛3図および矛4図の動作波形図
である。 (1)・・PWMfi圧形トランジスタインバータ、α
υα3 (13Q4)(19αe・・トランジスタ。 昭和56年8月7日 発明者 井 上 和 平 同   佐々木   喬 特許出願人  株式会社前川製作所 C3d劃u■ ε史ぐ5−es−,3−:4ル?ト  k )1  成
 i

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2つのトランジスタを直列に接続したものを3組
    並列に接続した回路に直流電圧を入力するとともに1前
    記各トランジスタのベースに矩形波−三角波変調で得ら
    れた信号を印加して各トランジスタの導通な制御し、前
    記直列に接続された2つのトランジスタの接続点から三
    相交流電圧を得るPWM電圧形トランジスタインバータ
    装置において、前記直列回路の前段のトランジスタが2
    つオンしている場合後段のトランジスタの1つをオン・
    オフ制御するか、または後段のトランジスタが2つオン
    している場合前段のトランジスタの1つをオン・オフ制
    御するように前記各トランジスタのベースに位相が異な
    る同一波形な入力したことを特命とするPWM電圧形ト
    ランジスタインバータ装電装
JP56123838A 1981-08-07 1981-08-07 Pwm電圧形トランジスタインバ−タ装置 Pending JPS5826570A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2694320B1 (de) * 2011-04-07 2019-05-15 Klaus Ebert Verfahren zum betreiben eines fahrzeugs

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50106133A (ja) * 1974-01-28 1975-08-21

Patent Citations (1)

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