JPS59139871A - ブリツジ形3相正弦波インバ−タのパルス幅変調方式 - Google Patents
ブリツジ形3相正弦波インバ−タのパルス幅変調方式Info
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- JPS59139871A JPS59139871A JP58011678A JP1167883A JPS59139871A JP S59139871 A JPS59139871 A JP S59139871A JP 58011678 A JP58011678 A JP 58011678A JP 1167883 A JP1167883 A JP 1167883A JP S59139871 A JPS59139871 A JP S59139871A
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- inverter
- voltage
- sine wave
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はスイッチング素子を使用したパルス幅変調多相
インバータにおける電源利用率の高いパルスパターンを
提供するパルス幅変調方式に関するものである。
インバータにおける電源利用率の高いパルスパターンを
提供するパルス幅変調方式に関するものである。
各種電動機のうちで誘導電動機は構造が堅ろうで安価で
あるが、その回転速度を効率よく変化するには電動機に
供給する交流電圧の周波数と電圧を変化する必要があり
、更にその交流電圧は正弦波である必要がある。このよ
うな交流電圧を効率よく発生させるために、サイリスタ
、トランジスタ等の半導体スイッチング素子を使用した
インバータが使用されている。インバータの出力電圧0
:本質的に方形波であるから、可変電圧の近似正弦婢電
圧を得るために、出力交流電圧の半サイクル中に多数の
パルスを配して、それをパルス幅変調する方法がとられ
、これをPWMインバータと呼んでいる。PWMインバ
ータにおいて、各スイッチング素子のオンオフを決定す
る信号(2値信号テアル)波形ヲハルスパターント云い
、パルスパターンはPWMインバータの性能に大きな影
響を与える。
あるが、その回転速度を効率よく変化するには電動機に
供給する交流電圧の周波数と電圧を変化する必要があり
、更にその交流電圧は正弦波である必要がある。このよ
うな交流電圧を効率よく発生させるために、サイリスタ
、トランジスタ等の半導体スイッチング素子を使用した
インバータが使用されている。インバータの出力電圧0
:本質的に方形波であるから、可変電圧の近似正弦婢電
圧を得るために、出力交流電圧の半サイクル中に多数の
パルスを配して、それをパルス幅変調する方法がとられ
、これをPWMインバータと呼んでいる。PWMインバ
ータにおいて、各スイッチング素子のオンオフを決定す
る信号(2値信号テアル)波形ヲハルスパターント云い
、パルスパターンはPWMインバータの性能に大きな影
響を与える。
本発明は、特にPWMインバータの無歪最大出力電圧を
改善するパルスパターンの決定法に関するものである。
改善するパルスパターンの決定法に関するものである。
以下、3相正弦波出力の場合を例に説明する。
第1図は3相PWMインバータの接続図である。
Edは直流電源電圧を示し、スイッチング素子81〜S
6で三相ブリッジインバータを構成している。
6で三相ブリッジインバータを構成している。
Sl とS4、S2とS5.、S3 とS6は各相の
単位インバータで、それぞれ交互にオン状態となりa点
、b点、0点は直流電源の正、負端子のどちらかに接続
される。各スイッチング素子81〜S6にはダイオード
が並列に接続されることがあるが、図では省略しである
。Mは誘導電動機などの負荷テアル。Va、 Vb 、
V(2は各相の出力電圧である。
単位インバータで、それぞれ交互にオン状態となりa点
、b点、0点は直流電源の正、負端子のどちらかに接続
される。各スイッチング素子81〜S6にはダイオード
が並列に接続されることがあるが、図では省略しである
。Mは誘導電動機などの負荷テアル。Va、 Vb 、
V(2は各相の出力電圧である。
第2図はスイッチング素子81〜S6のオンオフ信号の
発生回路を示したものである。ea、eb、ecは信号
発生器1で発生させた3相の基準信号で、バイアス信号
発生器2で発生させたバイアス信号ejとの大小をコン
パレータ3で比較1〜でパルスパターンを得る。パルス
パターンはpJ OT 論理回路4a、4b、4cを併
用して6相とし、増幅器5a。
発生回路を示したものである。ea、eb、ecは信号
発生器1で発生させた3相の基準信号で、バイアス信号
発生器2で発生させたバイアス信号ejとの大小をコン
パレータ3で比較1〜でパルスパターンを得る。パルス
パターンはpJ OT 論理回路4a、4b、4cを併
用して6相とし、増幅器5a。
5b 、 5c 、 5a’、 5b’、 5c’を介
してそれぞれのスイッチング素子81〜S6に加えその
オンオフを制御する。パルスパターンをあらかじめ決定
しておき、ROM(リードオンリーメモリ)に記憶させ
て基準信号発生器1、バイアス信号発生器2、及びコン
パレータ3a、3b、3cと同等の効果を得る方法も実
施されている。
してそれぞれのスイッチング素子81〜S6に加えその
オンオフを制御する。パルスパターンをあらかじめ決定
しておき、ROM(リードオンリーメモリ)に記憶させ
て基準信号発生器1、バイアス信号発生器2、及びコン
パレータ3a、3b、3cと同等の効果を得る方法も実
施されている。
〈従来技術〉
従来の3相正弦波PWMパルスパターンについて、第3
図の動作波形と共に説明する。バイアス信号はインバー
タ出力が基準信号に比例する三角波が一般に用いられる
。基準信号ea、 el) 、 e(、け三相正弦波で
ある。a相についてみると、ea>etの期間はスイッ
チング素子S1 をオン、 S4 をオフとし、e
a<etの期間はスイッチング素子S4をオン、Sl
をオフとする。インバータ出力a相の電力波形はva
となり平均値va の変化はeaと相似の正弦波とな
っている。b相、C相についても同様である。線間電圧
はa−b相のみ示しである。線間電圧VabはVa−V
l)で与えられ、平均電圧Vabもまた正弦波となる。
図の動作波形と共に説明する。バイアス信号はインバー
タ出力が基準信号に比例する三角波が一般に用いられる
。基準信号ea、 el) 、 e(、け三相正弦波で
ある。a相についてみると、ea>etの期間はスイッ
チング素子S1 をオン、 S4 をオフとし、e
a<etの期間はスイッチング素子S4をオン、Sl
をオフとする。インバータ出力a相の電力波形はva
となり平均値va の変化はeaと相似の正弦波とな
っている。b相、C相についても同様である。線間電圧
はa−b相のみ示しである。線間電圧VabはVa−V
l)で与えられ、平均電圧Vabもまた正弦波となる。
バイアス信号ejの振幅と基準信号ea〜eQの振幅の
比を変調率Mと云い、基準信号の振幅を変えると変調率
が変化する。
比を変調率Mと云い、基準信号の振幅を変えると変調率
が変化する。
ここで基準信号の角周波数をω、振幅を変調率Mで表わ
すと となる。各相の電圧Va、Vl)、Voは基準信号にょ
って幅変調されたパルス列となり、その平均値Va、v
b、voは となる。その変化は基準信号と直流電源電圧Edに比例
する正弦波となる。
すと となる。各相の電圧Va、Vl)、Voは基準信号にょ
って幅変調されたパルス列となり、その平均値Va、v
b、voは となる。その変化は基準信号と直流電源電圧Edに比例
する正弦波となる。
負荷に供給される平均相間型[1EVab、vbo、V
caは各相電圧の差であるから となって・基準信号と相似の平衡3相正弦波となる。
caは各相電圧の差であるから となって・基準信号と相似の平衡3相正弦波となる。
出力の周波数は基準信号に等しく、電圧は変調率MをO
から1の範囲で変化することによって波形歪cなしで変
化できる。
から1の範囲で変化することによって波形歪cなしで変
化できる。
、゛\
バイアス信号ejは任意の周波数、任意の位相で支障な
いか、その周波数を基準信号の周波数の3の奇数倍に選
べばωtのπ/3毎に同じパルスパターンの繰返しとな
り、ROM(リードオンリーメモリ)K記憶させるのに
便利である。すなわち、基準信号の一周期をπ/3ずつ
6期間に分けそれぞfLN= O,I 、・・・5とす
る。
いか、その周波数を基準信号の周波数の3の奇数倍に選
べばωtのπ/3毎に同じパルスパターンの繰返しとな
り、ROM(リードオンリーメモリ)K記憶させるのに
便利である。すなわち、基準信号の一周期をπ/3ずつ
6期間に分けそれぞfLN= O,I 、・・・5とす
る。
N=INT(6(匹−TNTユ曽1=0.]、・・・5
2π 2π (4) ただし、INTは小数部を切捨てる関数記号である0 第3図において0〈ωt〈π/3の期間におけるea、
eb 、 ecをeX、ey、ezと表わすと、N=
0であるから(1)式より ただしO〈ωt<丁 となり、以下N=5まで第1表のようにe)(、ey。
2π 2π (4) ただし、INTは小数部を切捨てる関数記号である0 第3図において0〈ωt〈π/3の期間におけるea、
eb 、 ecをeX、ey、ezと表わすと、N=
0であるから(1)式より ただしO〈ωt<丁 となり、以下N=5まで第1表のようにe)(、ey。
ezの繰返しとなっていることか第3図からもわかる。
第1表
〈問題点〉
この場合正弦波出力電子は変調率M=1のときに得られ
、その値は(3)式のようにEd−β/2 すなわち直
流電源電圧の86係である。例えば交流200vを直接
整流して直流電源とすれば、従来の変調方式ではインバ
ータ出力は最大+72Vの正弦波しか得られず汎用の定
格200Vの誘導電動機を十分駆動できない欠点を持っ
ている。
、その値は(3)式のようにEd−β/2 すなわち直
流電源電圧の86係である。例えば交流200vを直接
整流して直流電源とすれば、従来の変調方式ではインバ
ータ出力は最大+72Vの正弦波しか得られず汎用の定
格200Vの誘導電動機を十分駆動できない欠点を持っ
ている。
〈問題点解決手段〉
本発明は、直流電源電圧に等しいピーク値の正弦波出力
か得られる3相PWMインバータのパル幅変調方式に関
するものである。
か得られる3相PWMインバータのパル幅変調方式に関
するものである。
3相正弦波インバータにおいて、各相電圧Va。
■b、voの波形は必ずしも正弦波である必要はなく、
各相間電圧が正弦波であればよい。式で示すと、基準電
圧ea、eb、e(2のそれぞれに同じ補正電圧epを
加えてea′、eb′、ec′をとしても、相間電圧は
ea′、eb′、eo′それぞれの差に比例するのでe
p を加えないときと同じになる。
各相間電圧が正弦波であればよい。式で示すと、基準電
圧ea、eb、e(2のそれぞれに同じ補正電圧epを
加えてea′、eb′、ec′をとしても、相間電圧は
ea′、eb′、eo′それぞれの差に比例するのでe
p を加えないときと同じになる。
〈実施例〉
(1)三相正弦波基準信号の各相電圧が正、負の最大と
なる6分の1周期の間、正弦波のピーク値のβ/2倍の
値に保ち、他の2相の相電圧を相間電圧を維持するよう
に変化させる。
なる6分の1周期の間、正弦波のピーク値のβ/2倍の
値に保ち、他の2相の相電圧を相間電圧を維持するよう
に変化させる。
第3図と同じ出力電圧が得られる基準信号とそのときの
動作波形を第4図に示す。基準信号の相間電圧は第3図
と同じであるが、基準信号の振幅が小さくなっており、
変調度を1にした(9) 場合は大きな正弦波出力が得られる。
動作波形を第4図に示す。基準信号の相間電圧は第3図
と同じであるが、基準信号の振幅が小さくなっており、
変調度を1にした(9) 場合は大きな正弦波出力が得られる。
すなわち補正電圧呻を
apl−(−1)NM(sin(ωt−yr)−41(
7)とすればe)(、ey、ezは(1)(6)(7)
式よりただしM′−己M 、0〈ωt<H となり、ea′、eb′、eo′の一周期の波形は第1
表のea、 eb、eeと同様に表わされる。出力電圧
は 電圧はM′=1のときに得られ、直流電源電圧E、1に
等しい。すなわち、無歪最大出力電圧が改善される。
7)とすればe)(、ey、ezは(1)(6)(7)
式よりただしM′−己M 、0〈ωt<H となり、ea′、eb′、eo′の一周期の波形は第1
表のea、 eb、eeと同様に表わされる。出力電圧
は 電圧はM′=1のときに得られ、直流電源電圧E、1に
等しい。すなわち、無歪最大出力電圧が改善される。
〈他の実施例〉
(2)三相正弦波基準信号の各相電圧が正、負の最大と
なる6分の1周期の間、三角波バイアス電圧のピーク値
に等しく保ち、他の2相の相電圧を相間電圧を維持する
ように変化させる。
なる6分の1周期の間、三角波バイアス電圧のピーク値
に等しく保ち、他の2相の相電圧を相間電圧を維持する
ように変化させる。
第3図と同じ出力電圧が得られる基準信号とそのときの
動作波形を第5図に示す。第4図のπ/3毎における3
相基準信号を上、下に移動させ、l相の電圧をバイアス
三角波ej のピーク値に一致させたものである。基準
電圧がet のピーク値と一致している期間は、インバ
ータは高電位捷たは低電位の状態で休止しているので、
1サイクル当りの転流回数が少なくなり、転流損失を減
少することができる。
動作波形を第5図に示す。第4図のπ/3毎における3
相基準信号を上、下に移動させ、l相の電圧をバイアス
三角波ej のピーク値に一致させたものである。基準
電圧がet のピーク値と一致している期間は、インバ
ータは高電位捷たは低電位の状態で休止しているので、
1サイクル当りの転流回数が少なくなり、転流損失を減
少することができる。
補正電圧e、は
ep2=ep+−(−1)N(1−”M) (10と
したことになり、eX、ey、ezけ(1)(6)(7
)0.0)式となり、6 al+ 、 6 bl+ 、
6 C++の1周期の波形目第19のeB、el)、
eoと同様に表わされる。出力電圧は先の基準信号の場
合と同様(9)式で表わされ、同様の特徴を特っている
。
したことになり、eX、ey、ezけ(1)(6)(7
)0.0)式となり、6 al+ 、 6 bl+ 、
6 C++の1周期の波形目第19のeB、el)、
eoと同様に表わされる。出力電圧は先の基準信号の場
合と同様(9)式で表わされ、同様の特徴を特っている
。
〈効 果〉
このように本発明によれば3相正弦波PWMインバータ
において、学位インバータのオンオフ信号を発生するに
際して、3相正弦波基準信号を補正して各相電圧が最高
または最低となる+76周期の間一定とし、他の2相で
相間電圧が正弦波となるようにすれば、インバータの最
大正弦波出力電圧に゛よ、ヒインバータのスイッチング
損失を改善することかできる。
において、学位インバータのオンオフ信号を発生するに
際して、3相正弦波基準信号を補正して各相電圧が最高
または最低となる+76周期の間一定とし、他の2相で
相間電圧が正弦波となるようにすれば、インバータの最
大正弦波出力電圧に゛よ、ヒインバータのスイッチング
損失を改善することかできる。
第1図は3相ブリツジ形インバータの構成図、第2図は
インバータのオンオフ信号発生回路のブロック図、第3
図は従来のパルス幅変調方式の動作説明図、第4図は本
発明の一実施例のパルス幅変調方式の動作説明図、第5
図は本発明の他の実施例のパルス幅変調方式の動作説明
図である。 1・・・基準信号発生器、2・・バイアス信号発生器、
3 ・・:z 7パレータ、4a、4a、4c=・NO
T論理回路、5a 、 5b 、 5c 、 5a’、
5b’、 5a’増幅器。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)3 398 )))) 匂 q (七(\−\
−−2 市 c、Ili 逮 5S)) 匂 ミ () \−\1 \−\− 迄 。 甲 疑 ・ + g −:t −g 400− 侶 。 市 手続補正書(オペ) 1.事件の表示 特願昭58−11.678号 2、発明の名称 ブリッジ形3相正弦波インバータの)z)レス幅変調方
式3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 @546大阪市阿倍野区長池町22番22号
4、代理 人 6、補正の対象 (1) 譲渡証書 (2)明細書の発明の名称の欄 7 補正の内容 fl) 譲渡証書を別紙の通り補正する。 (2)明細書の発明の名称の欄を「ブリッジ形3相正弦
波インバータのパルス幅変調方式」と補正する。 8、添附書類の目録 譲渡証書 ・・・・・・−・・・・・・・ ・−・・・
・・ 1通401
インバータのオンオフ信号発生回路のブロック図、第3
図は従来のパルス幅変調方式の動作説明図、第4図は本
発明の一実施例のパルス幅変調方式の動作説明図、第5
図は本発明の他の実施例のパルス幅変調方式の動作説明
図である。 1・・・基準信号発生器、2・・バイアス信号発生器、
3 ・・:z 7パレータ、4a、4a、4c=・NO
T論理回路、5a 、 5b 、 5c 、 5a’、
5b’、 5a’増幅器。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)3 398 )))) 匂 q (七(\−\
−−2 市 c、Ili 逮 5S)) 匂 ミ () \−\1 \−\− 迄 。 甲 疑 ・ + g −:t −g 400− 侶 。 市 手続補正書(オペ) 1.事件の表示 特願昭58−11.678号 2、発明の名称 ブリッジ形3相正弦波インバータの)z)レス幅変調方
式3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 @546大阪市阿倍野区長池町22番22号
4、代理 人 6、補正の対象 (1) 譲渡証書 (2)明細書の発明の名称の欄 7 補正の内容 fl) 譲渡証書を別紙の通り補正する。 (2)明細書の発明の名称の欄を「ブリッジ形3相正弦
波インバータのパルス幅変調方式」と補正する。 8、添附書類の目録 譲渡証書 ・・・・・・−・・・・・・・ ・−・・・
・・ 1通401
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、各相に、直流電源の正端子電位、負端子電位を交互
に出力する単位インバータを配し、相間電圧としてパル
ス幅変調された正弦波を出力するブリンジ形3相正弦波
インバータにおいて、相電位が最高および最低となるべ
き6分の1周期の間、相電位か一定になるように単位イ
ンバータをパルス幅変調し、他の2相の単位インバータ
を相聞電圧か正弦波となるようパルス幅変調したことを
特徴とするブリンジ形3相正弦波インバータのパルス幅
変調方式。 2 各相に、直流電源の正端子電位、負端子電位を交互
に出力する単位インバータを配し、相間電圧としてパル
ス幅変調された正弦波を出力するブリフジ形3相インバ
ータにおいて、相電位か最高(最低)となるべき6分の
1周期の間単位インバータを正端子電位(負端子電位)
を出力した状態で休止させ、他の2相の単位インバータ
を相間電圧が正弦波となるようパルス幅変調したことを
特徴とするブリッジ形3相正弦波インバータのパルス幅
変調方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58011678A JPS59139871A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | ブリツジ形3相正弦波インバ−タのパルス幅変調方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58011678A JPS59139871A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | ブリツジ形3相正弦波インバ−タのパルス幅変調方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59139871A true JPS59139871A (ja) | 1984-08-10 |
Family
ID=11784649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58011678A Pending JPS59139871A (ja) | 1983-01-26 | 1983-01-26 | ブリツジ形3相正弦波インバ−タのパルス幅変調方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59139871A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61185075A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-18 | Hitachi Ltd | 多相pwm変換器の制御方法 |
JPS63136967A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-09 | Toshiba Corp | Pwmインバ−タの制御方法 |
US6324085B2 (en) | 1999-12-27 | 2001-11-27 | Denso Corporation | Power converter apparatus and related method |
WO2010119929A1 (ja) | 2009-04-16 | 2010-10-21 | 株式会社明電舎 | 電力変換装置の制御方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS579267A (en) * | 1980-06-17 | 1982-01-18 | Toshiba Corp | Controlling system for voltage type inverter |
-
1983
- 1983-01-26 JP JP58011678A patent/JPS59139871A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US8659918B2 (en) | 2009-04-16 | 2014-02-25 | Meidensha Corporation | Method of controlling power conversion device |
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