JPS5886871A - インバ−タの制御装置 - Google Patents

インバ−タの制御装置

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JPS5886871A
JPS5886871A JP56184236A JP18423681A JPS5886871A JP S5886871 A JPS5886871 A JP S5886871A JP 56184236 A JP56184236 A JP 56184236A JP 18423681 A JP18423681 A JP 18423681A JP S5886871 A JPS5886871 A JP S5886871A
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JP
Japan
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voltage
frequency
inverter
output
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP56184236A
Other languages
English (en)
Inventor
Chihiro Okatsuchi
千尋 岡土
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5886871A publication Critical patent/JPS5886871A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2201/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
    • H02P2201/11Buck converter, i.e. DC-DC step down converter decreasing the voltage between the supply and the inverter driving the motor

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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】 (1)発明の技術分野 この発明は、直流電圧を文法電圧に変換するインバータ
の制御装量に係り、特にこの交流電圧を供給して動作す
る電動機が低周波から高周波まで安定に運転で良るよう
にしたインバータの制御装置に関する。
(j1従来技術 略構成図である。
直流電源lの電圧はインパータコ忙よりて3相交流電圧
に変換され、負荷電動機3へ供給されている。インバー
タコ内には6個のス□ イツチV、工、 :L3.メ、 Jj 、 jJがイン
バータブリッジを構成し、このインバータブリッジを図
示しない制御装fKよって、タイミングをとりながら開
閉することにより、直流電源lから供給されるt*電圧
を交流電圧に変換している。
インバータJに供給される直流電圧の値は。
直流電源lを可変することに・より行われており、従っ
てインバータコによって変換された交流電圧の値も直流
電源lから供給される直流電圧の値に依存している。
第1図は、インバータコから負荷電動機3へ供給される
交流電圧の波形図を示したもので、第2図(A)(ml
 (Cl)はそれぞれ中性点に対するU相電圧Vu と
中性点に対するマ相電圧Vマと中性点に対するω相電圧
V!とを示した波゛溶固である。
第2図(I))はU相とマ相との間の線間電圧vu−v
を示したものである。
一般に、インバータの出力電圧Vと出力同波数fとは比
例して制御され、この際出力電圧を変えるためには、第
1図に示した直流電源lを可変することkよって行う。
この上うK、直流電源電圧を可変してインバータの出力
電圧を可変する方法を’PAM制御(Pu1se am
piitul@moatLl−ation )と呼んで
いる。
第3図は、従来のインバータ装置の他の例を示した概略
構成図である。第3図の回路では直流電源lの電圧は固
定され、インバータコ内の4個のスイッチJ/ 、 !
 、コ−F 、 :L!!。
易のタイミングパルスの調整により、インバータコから
出力される交流出力の・クフス幅を可変することKより
交流電圧の値を変化させるようKしている・ このように出力電圧のパルス幅を可変してインバータの
出力電圧を可変する方法を一般/PWM制御(lPu1
ee width modulation)と呼んでい
る。
第参図は、?’WM制御によって得られる交流出力電圧
の波形図を示したもので、第1図(勾−バ9はそれぞれ
中性点に対するU相、マ相、W相の電圧波形図を示して
いる。また第参図(勾は、U相とマ相との間の線間電圧
を示す波形図である。′ (3夕従来技欝の問題点 これら従来から広べ使用されている71M制御とアWM
制御には、それぞれ長所と短所があるので、次のように
使いわけられている。
すなわち71M制御は、インバータ内の4組のスイッチ
のスイッチング周波数が低くできるので、高周波用イン
バータには適しているが、電圧制御の応答性が遅いこと
や、負荷電動機のトルクリップルが大きくなるため、低
速で安定な運転ができなくなるという欠点があった。
一方、FWM制御で正弦波PWM制御を行えば負荷電動
機のトルクリップルが少くなシ、電圧制御も速いので低
速領域においては、安定な運転が可能となるが、高周波
領域でPWM制御を行うためkはインバータを構成する
4組のスイッチを高速でスイッチングする必要がある。
しかし、このような高速のスイッチング動作を行う半動
体スイッチは非常に高価であった゛す、かつ高耐圧の素
子を得るのが聾しかったり、スイッチフグ損失が増加し
て効率を低下させる等の欠点があった。
(4t)発明の目的 この発明の目的は、低周波領域では安定でかつトルクリ
ップルが少く、また高周波領域でも効率よく出力できる
インバータの制御装置を提供するにある。
この発明では、上記目°的を達成するためにPAM制御
とPWM制御を複合して行゛うようにし、低周波領域で
はPWM制御を行い、高周波領域ではPAM制御を行う
ようにしてインバータの出力電圧を得るように構成した
ことを特徴とする。
以下この発明の実施例を第5図および第6図に基づいて
詳細に説明する。
け)発明の実施例 第3図は、この発明の一実施例を示すブロック図である
。交流電源/Aを整流器7Bで整流し、コンデンサ/C
で円滑化して、固定直流電圧を得る。こ]の固定直流電
圧をチョッパ/D、リアクトル11!ダイオード11、
コンデンサ/Gから成るチョッパ変換回路により可変直
流電圧に変換する。そしてこの可変直流電圧はインパー
タコを介して交流に変換1され負荷電動機JK供給され
る。
事は周波数設定機で、インバータコ内の6組のスイッチ
のスイッチング周波数を設定するためのものである0周
波数設定器ダの出力はクッション回路!忙入力される。
クッション回路!は周波数の変化がなめらかKなるよう
に動作する。クツ91フ回路!から出力された基準周波
数fは電圧基準回路4に入出され、電圧基準Vを出力す
る。
前述した可変直流電源の出力電圧は、電圧検出器7によ
って検出されておフ、この電圧検出器7の出力と電圧基
準Va酢励動増幅器に入出され、両者の作動電圧が増幅
されて後続する比較器2に入力される。比較器デには三
角波発生器10からの出力も入力されてお9、との両者
の電圧波形は比較器りにより比較され、その出力によっ
てチヲツパ駆動回路//を駆動して、このチ璽ツバ駆動
回路l/によ)チョッパ/Dを駆動制御する。
このようkすることによって前述した可変直流′W源の
出力電圧を電圧基準TK比例するように制御している。
以上説明したように電圧基準回路4、電圧検出器7、作
動増幅器r゛、三角波発IJJI10゜比較器デ、チョ
ッパ駆動回路//は一体となうてパルス振幅変調器を構
成している。
一方基準周波数fは、電圧基準回路/2及び電圧/周波
数変換器/J (V/’F変換器)に入力されている。
三角波発生plOの出力と電圧基準回路12の出力は比
較器744に人力され、その比較出方は、波形合成回路
/SVC前述したV/E’変換器13の出力とともに入
力されている。
波形合成回路tSは、PWM制御出力を駆動回路74に
与え、駆動回路/lはインバータ内の4組のスイッチを
駆動することにより、FWy制御を行う。
すなわち、電圧基準回路12、三角波発生器to、比較
器/44.V/?賢換器13、波形合成回路/3.およ
び駆動回路/Aはインバータコのパルス幅変調を行うパ
ルス幅変調器を構成している。
次に、このように構成したインバータの制御装置につい
て、その動作を第を図により説明する。
基準周波数f・、従うてインバータ周波側−0〜f、の
間は、可変直流電源の電圧は第4図にAで示すように一
定に保りておき、11M変調器によりインバータの出力
電圧を1の1ように可変する。
そして、イ/バー/周波数が21以上になるとPWM蜜
調器に最高出力を出す、いわゆる/10 @通電出力に
切り変え、インパータ周波数f、〜f、の間は可変直流
電源の電圧をムに示すよう[71からv、に変化させP
ムM9調器忙よりv7p比を一定になるよう忙制御する
。従って″F″WM&調器はBK示すように一定電圧を
出力する制御を行っているが。
インバータコからの合成出力電圧は第411に示したA
とBどの積の出力となりOK示すような出力電圧が得ら
れる。
従ってv、4比はインバー!出力周波数がQ〜で、まで
ほぼ一定に制御されることになる・インバータ周波数が
ft以上になると、可変直流電源も制御f/Ii囲な超
木でしまうので、出る出力電圧は一定となる。この状態
は、いわゆる弱め界磁範囲である。
なお、周波数fIs’!をどの値に選ぶかはインパータ
コを構成するスイッチの高周波特性及び負荷電動機Jの
運転条件等によって異る。
以上説明したインバータの制御装置の動作において、イ
ノパータコ内のスイッチのスイッチング周波数が低い場
合は、77M制御からito qh電に移行する時にイ
ンバータ2からの出力電圧がジャンプする量が大きくな
る。、これはインバータコ内のブリフジを構成するスイ
ッチが同時にオンすることがないように上・下のスイッ
チのオフからオンの間にスイッチの!−ンオフ時間以上
のデッドタイムを設けであることに起因する。すなわち
77M制御で最高出力を与えると不連続点が生じるため
である。
このような不連続点が生ずると第を図B′で示すように
、周波数f1付近で電圧が急激・ K変化する。このよ
うな不運1続動作をさけるためKは第!図に点線で示し
た電圧補償回路yを設け、電圧基準回路タコがアvnw
−から/10・通電に移行する点を検出し、その検出出
力により電圧基準回路1の出力を下げるよう和すればよ
い、第1図にはこの様子をA′ で示した。
第3図に示した実施例においては、チMyバー/Dを用
いたが、サイリス!を用いてその位相角を制御すること
によっても実現できることはいうまでもない、また第を
図に示したパルス振幅費調器とパルス幅費調器とを構成
する各部品はいずれも周知の回路技衝を用いて構成する
ことができる。
(7)発明の詳細 な説明したようk、この発tljKよればインバータ周
波数が低い範囲では77M制御により応答が速く、シか
も正弦波PWM制御等のように負荷電流が正弦波に近い
電流となるような制御が行うことができるのでトルフリ
ラブルの非常に少い交流出力を供給することができ、イ
ンバータ周波数が高い範囲では、ito度通電の矩形波
出力としてFAM制御によシ出力電圧を可変することが
できるので、インバータを構成するスイッチング周波数
を低くでき、したがりてスイッチングロスを減少させる
ことが可能となる。
したがって、低域から高域までの広い範囲にわたってイ
ンバータ周波数を可変しても高翻率で高性能なインバー
タ動作を保証することができるというすぐれた効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のインバータの制御装量の概略構成図、第
1図は第1図に示すインノ(−夕の出力波形図、第3図
は従来のインバータの制御装置の他の概略構成図、第参
図は第3図に示すインバータの出力波形図、第3図はこ
の発明の一実施例を示すインバータの制御装置のプロッ
ク図、第を図はこの発明の実施例の動作を説明するため
の説明図である。 コ・・・インバータ、J゛・・・負荷電動′機、参・・
・周波数設定器、!・・・クッション回路、j 、 /
2−・・電圧□基準回路、7・・・1圧検出器、t・・
・差動増幅器。 り・・・比較器、io・・・三角波発生器、//・・・
チ冒ツバ駆動回路、13・・・V/?変換器、/3・・
・波形合成回路、16・・・駆動回路、/D・・・チ胃
ツノく、y・・・電圧補償回路。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (Q  一定直流電圧を可変直流電圧とするためのチ冒
    ツバ駆動制御を行うパルス振幅変調器と、前記可変直流
    電圧を出力電圧と出力局i数とが可変の交流電圧KW換
    するインバータのパルス幅変調を行うパルス幅変調器と
    を具備してなるインバータの制御装置において、前記パ
    ルス振幅変調器内め電圧基準回路としてインバータのス
    イッチング周波数を与える基準周波数f が特定の周波
    数ftを譚えるまでは一定値でIwI波数f、を献えた
    とS’にはこの一定蕾を始点きして基準周波数f[比例
    して増加する電圧を与える第1の電圧基準回路ケ設け、
    前記パルス幅変調器内の電圧基準回路として基準周波数
    fが晋波数f1を越えるま、  では基準同波数fK比
    例し、li!tI波数f、を越えたときには周波数1鵞
    の時の値にホールドされた一定電圧を与える第2の電圧
    基準回路を設け、前記鎮l、第コの電圧基準回路の出力
    電圧に基づいて、前記チ目ツバ駆動制御及びパルス幅変
    調を行う、よう忙した事を特徴とするインバータの制御
    装置。 C21一定直流電圧を可変直流電圧とするためのチ冒ツ
    バ駆動制御を行うパルス振幅変調器と、前記可変直流電
    圧を出力電圧と出力周波数とが可変の交流電圧に変換す
    るインバータのパルス幅変調を行うパルス幅変調器とを
    具備してなるインバータの制御装置において、前記パル
    ス振幅変調器内の電圧基準回路として前記インバータの
    スイッチング周波数を与える基準周波lkfが特定の周
    波数f、を越えるまでは一定値で周波数f1を曽えた時
    には、との一定値を始点として前記周波数f喀例して増
    加する電圧を4える第1の電圧基準回路を設け、前」パ
    ルス幅変調器内の電圧基準回路として基準周波数fが周
    波数f1を越える    ゛までは基準周波数f”に比
    例し1周波数ftを越えた時には周波数f1の時の値に
    ホールドされた一定電圧を与える第一の電圧基準回路を
    設け、かつ基準周波数でか周波数f1を越える際には、
    前記第1の電圧基準回路の出力に応答して、前記第1の
    電圧基準回路の出力を一定値だけ変動させる電圧補償回
    路を設け、前F[/、第一の電圧基準回路の出力電圧に
    基づいて前記チョッパ駆動制御およびパルス幅費調を行
    うようKしたことを特徴とするインバータの制御装置。
JP56184236A 1981-11-17 1981-11-17 インバ−タの制御装置 Pending JPS5886871A (ja)

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Cited By (3)

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