JPS59181973A - 電力変換器の制御方式 - Google Patents

電力変換器の制御方式

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JPS59181973A
JPS59181973A JP58056008A JP5600883A JPS59181973A JP S59181973 A JPS59181973 A JP S59181973A JP 58056008 A JP58056008 A JP 58056008A JP 5600883 A JP5600883 A JP 5600883A JP S59181973 A JPS59181973 A JP S59181973A
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JP
Japan
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voltage
pwm
converter
control
output
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JP58056008A
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English (en)
Inventor
Tatsuaki Anpo
達明 安保
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS59181973A publication Critical patent/JPS59181973A/ja
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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

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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】 〔発明の液内分野〕 本発明はPAMとPWMの双方により制碕を行う亀力変
懐器の制御方式に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
交流電動機を′電圧形インバータのような電力変換器に
より弓友運運転するシステムにおいては、電圧Vと周波
数fの比(Vlf比)を一定に制御することが、広く行
なわれており、その電圧の#50両には以下の2つの方
式が採用ざ九でいる。
■PAMilテリ伶J方式 サイリスタ順変換器又はチョッパ等により、のPAM制
御方式は一般に低騒音ではあるが、リップル電流が大き
いため、効率、トルクリップル等に問題がある。又、低
電圧時の入方カ串は悪い。
■PWM制御方式 一定直流磁圧を硬変換器においてパルス幅変調を行い、
電圧と周波数の双方を任意に制御する方式。このPWM
制帆制式方式般に昆速の市圧応答がfiJ能であり、又
正弦波斐副を行なえは、リップル電流を少くすることが
可能であり、交流市動機の効率f:直めトルクリップル
?減少させることができる。ただし一般には600H2
〜2 KHz″′C変調が行なわれるため、磁気ii:
、ii音等が問題となる場合がある。
以上述べたような双方の利点を生かすため、PAM、!
:PWMとの双方を併用した制細か従来は第1図に示す
ような方式で行なわれていた。
交流奄諒10はサイリスタ順夏換器11、直流リアクト
ル12、平滑コンデンサ13により直流−圧15に変換
され、トランジスタ逆変換器16により父流敲圧17に
変換され交流電動機18に供給きれる。
一方制面画路は、周/&羞阜発生器2oより出力された
周波数基準2ノは電圧基準発生器22により電圧基準2
3になりPAM制6tアンプ24に入力される。前記直
流電圧zs(d電圧検出y42sにより絶縁された直流
電圧フィードバック26となり、PAMレート設足器2
7により、P A Mの割合に合った直JL′電圧フィ
ードバック信号28となり、PAM制龜アンプ24に前
記電圧基準23とはテ極性で人力され位相側画信号29
となり、順厨換器11の点弧回路30に入力きれ位を目
検出器3)の出力により決足される点弧信号が前記ザイ
リスタ順変換器1ノに与えられる。
又、前記電圧基準23は、PWM制佃アンプ32に入力
され、る。1GiJ配交流i圧17は交流電圧検出器3
3により直流イ直に変換はれた出力電圧フィードバンク
34となり、前記PAMレート設定器27と連動した交
流フィードバックスイッチ35により、PWMの割合に
合った出方重圧フィードバックイぎ号36となり、PW
M制蜘アンズ32に前記電圧基準23とは逆株性で入力
され、PWM変調率37となり、PWMプロセッサ38
に前記周波数基準2ノとともに入力され前記トランジス
タ逆変侠416のPWMスイッチングfg号を発生ずる
l)PAM方式のみの場合 P A Mレートを1とし、交流フィードバック全Oと
する。このため直流電圧フィードバック26はそのまま
PAM制副アンプ24に入力はれPAM制Hk行う。又
出力゛電圧フィードバッフ(ζ1寸36は0とな1)、
1)WIVX;li’l呻了ンゾ(r rは飽イ1」シ
、PWIv1変誌率は′帛に1となる。
II)PWM方式のみの場合 PAMレートをOとし交流フィードバックを1とする。
このため直流電圧フィードバック信号28け0となり、
PAM制御アンプ24は飽和し、位相開離信号はαリミ
ットに至り、直流電圧15は最大で一定となる。出力電
圧フィードバンク(g+i−s 4はそのままP W 
M 利fdhアンプ32に入力され、電圧基準値23と
等しくなるようPWM変調率37が決められる。
l1l) P AM/P WM方式併用の場合PAMレ
ートを併用の割合に応じてO〜1の闇に設定し交流フィ
ードバックは1とする。
P A、 Mシートが中間値となるため、直流電圧フィ
ードバック信号28は直流′重圧フィードバック価号2
6より/J\さくなり、直流′電圧16はPAM方式の
みの場合より冒く開離される。
PWM制mljはこの直流電圧が所定の出力電圧となる
よう逆変換器のPWM変調率を決める。同一の電圧基準
において(はPAMレートが低いほどPWM変んん率は
低くなることになる。
以上3つの場合の電圧基準23と直流電圧15、PWM
敦調率37、交流重圧17の関係を第21:Aに示す。
第2図(a)ばP A ffviのみの特性、第2図f
blはPWMのみの特性、第2図(e)はPAMとPW
M併用の特性を示す。このように双方を併用した場合低
い電圧値の場合i−1,直流電圧を低めにし、PWMの
電圧パルス波高値を低くするため、PWMのみの方式に
比して磁気騒音の低下が可能となり、又正弦波変aa]
f:行った場合はPAMのみの方式に比して低6(高調
波を迎入ることができ交’lf&’屯動僚の効$全高め
、トルクリンプルの減少も可能となる。
しかしながらこの方式の欠点は■市圧フイードバンクと
して直流、交流の2−′をフィードバックしなげオしは
ならず制御回路の構成が?シ雑になり、装置のコンパク
ト化に向かない。@低電圧制直時にばPAMで゛磁圧を
しぼるため、サイリスタ順変便器のα制御が90°近く
までにしぼられ、入力力率の低下及び大容砒の直流リア
クトルの必要性等が生じ、入力力率の同上、直流リアク
トルのコンパクト化等が強く望まれていた。
C発明の目的〕 本発明は上記の一点に鑑みなさi″したものであり、重
圧フィードバック晰を1量とし制御回路の簡素化を冥現
し、又低゛電圧時の入力力率の大幅な低下を防ぎ、直流
リアクトルのコンパクト化も期待できる電力変換器の制
御方式を提供するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、この目B7+を達成するために、交流出力喧
圧が所定値以下の範囲ではPWM制砒を行ない所定値以
上の範囲ではPAM制両全行なうようにしたものである
〔発明の実施例〕
以下本発明を第3図に示す一実施例について説明する。
第1図と同じ部分は説明’c4略する。
′重圧基準23はA/D変換器4oに入力される。
A/D変換器40は基ば直流電圧基準設定器41により
設定ぜれる基底直流電圧42を最大値としてA/D変換
を行うものであり、基底直流゛重圧基準42以上の入力
がきた場合、A/D皺換器40の出力はディジタル最大
値に飽和することになる。A/D変便器4θの出力は、
ディジタル量ノp w M変調率43となり、PWMプ
ロセッサ44に周波数基準2Iとともに入力され、トラ
ンジスタ運変換器16のPWMスイッチング信号を発生
する。
一方前a己p W M変調率43は、基j正直流電圧基
準43を最大値としてD/A変奈を行うD / A反候
器45に入力でれ、アナログ血のPWM’亀圧制電圧t
t (g号46となる。PAM制御アンプ24には前記
基底直流電圧基準42、及び前記4圧基準2Jが正極性
で又直流電圧フィードバック26とPWM電圧制価量信
号46が負極性でそれぞれ入力され位f目制両イぎ号2
9となり11IL1反換器の点弧回路30に入力され、
直流電圧を制御する。ここで電圧基r423が基底直流
′上圧基準42より小さく、A/D変換器40が飽和し
ない場合は、重圧基準23とP W M @圧制御14
信号46が相殺し、直流電圧15は基1民直流電圧基阜
42により定まる一定値に側線ぜれ、電圧基準23が基
賎直流喧圧基準42を越えた場合は、pwMq調率43
は飽和し変調率1のPWM信号を発生させ、基底直流電
圧基準42とPWM’嘔圧制叫j布イぎ号46が相殺し
、直流゛磁圧15は、磁圧基準23により定まる眠圧値
に制御される。
以上述べたように、この方式では基+i=流鴫圧基準4
2がPWM制副量を決定し、これをOとすればPAM方
式のみで制御され、これを最大値とすれば、PWM方式
のみで制御されることとなる。第4図に第2図に対応す
る′電圧基準23、直流電圧15、′pWM変調率43
、父流電圧17の関係を示す第2図と第4図の比較より
明らかなように本発明による方式はPAMのみ、PWM
のみの場合は同じ特徴を示すが、PAM、PWM併用の
場合はPWM変調率と直流電圧の関係が逆になっており
、低電圧の場合は適当な値の一定直流電圧をPWMで副
側jするため、従来の方式に比して順変換器のα制御を
進めることが可能であり、転流時の磁圧ジャンプを小さ
くすることが可能で直流リアクトルの値を小きくするこ
とが可能である。また、同様の理由により、順変換器の
入力力率も従来の方式に比して改善される。
制御回路の説明でも明らかになったように、本方式は主
回路電圧のフィードバックが1量で。
あり、PAMとPWMの制N匍の割合を紛える場合でも
1つのポリウムのiJMで可能であり、従来の方式に比
して制御回路を簡素に猶成しうるものである。
又、順変換器部が電池等を電源とする直流−直流変換器
に敦っても同様な制1i141回路が可能であることは
菖うまでもない。さらに本冥施例は磁圧形PWMインバ
ータを例にとって説明を行ったが、同様な回路の構成は
電流形PWMインバータにおいても可能なことは言うま
でもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明による電力変換器の制御方式
によれば制御回路をきわめて簡素に構成することが=J
能であり、入力力率の改善、直流リアクトルの小形化も
実現でき、信頼性の商い、高性能でコンパクトな電力変
換器を提供出来る。
【図面の簡単な説明】
@1図は従来のインバータ装置のブロック図、第2図は
従来の制卸方式による動作説明図、第3図は本発明によ
るインバータ装置の一実施例を示すブロック図、第4図
は本発明の制師方式による動作説明図である。 10・・・交流電源、11・・・サイリスタ順変換器、
12・・・直流リアクトル、13・・・平滑コンデンサ
、′15・・・直流電圧、16・・・トランジスタ逆変
換器、17・・・交流電圧、18・・・交流電動機、2
0・・・周波数基準発生器、21・・・周波数基準、2
2・・・電圧基準発生器、23・・・電圧基準、24・
・・PAM制御アンプ、25・・・砿圧検出器、26.
28・・・直流電圧フィードバック、27・・・P A
 Mレート設定器、29・・・位イ゛目制御信号、30
・・・点弧回路、31・・・位徊検圧器、32・・・P
WM制6田アング、33・・・交流電圧検出器1.”1
4.36・・・出力電圧フィードバック、35・・・交
流フィードバックスイッチ、37・・・PWM変調率、
38・・・PWMプロセッサ、40・・・A/D変換器
、 41・・・基1氏直流電圧基準設定器、42・・・
基底直流電圧基準、43・・・PWM変調率、44・・
・PWMグロセッサ、45・・・D/A変換器、46・
・・P W M ’電圧制碕量イJ号。 出願人代理人  弁理士 鈴 圧 武 彦第1図 23       23         23第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 交流入力電力を可変直流出力に変換する順変換器と、前
    記可変直流出力を任、区の交流出力に変換する逆変(!
    I!!器とにより構Jf:、きれる電力変換器において
    、交流出力の制御を前記順変換器による直流出力の制御
    に依存して行うP A M制御と前記順変換器の出力を
    一定とし、この一定の直流出力を前記逆変換器のパルス
    幅変調測面によって行うPWM制副との双方で行う際、
    前記′電力変換器の交流出力磁圧が所定値以下の範囲で
    はPWM制仰により出力を制画し、所定値以上の範囲で
    はPAM制+a+により出力を制御するようにしたこと
    を特徴とする′電力変換器の制御方式。
JP58056008A 1983-03-31 1983-03-31 電力変換器の制御方式 Pending JPS59181973A (ja)

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US7417393B2 (en) 2003-07-31 2008-08-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Load driver capable of suppressing overcurrent

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