JPS5992773A - インバ−タ出力側変圧器の直流偏磁防止方式 - Google Patents
インバ−タ出力側変圧器の直流偏磁防止方式Info
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- JPS5992773A JPS5992773A JP20033982A JP20033982A JPS5992773A JP S5992773 A JPS5992773 A JP S5992773A JP 20033982 A JP20033982 A JP 20033982A JP 20033982 A JP20033982 A JP 20033982A JP S5992773 A JPS5992773 A JP S5992773A
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- output
- voltage
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- transformer
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- 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)
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】
本発明は、直流から交流へ電力変換する装置としてのイ
ンバータに関するものであり、更に詳しくは、インバー
タの出力側に接続された変圧器の鉄心における直流偏磁
の防止方式に関するものである。
ンバータに関するものであり、更に詳しくは、インバー
タの出力側に接続された変圧器の鉄心における直流偏磁
の防止方式に関するものである。
かかるインバータは、回路間の絶縁、入出力間の位相関
係や電圧関係の整合などの目的で、その出力側に絶縁変
圧器を設けることが多い０第１図に、出力側に変圧器を
備えたインバータの借成例として、単相ブリッジインバ
ータ回路を示す。同図において、１は直流電源、２はＤ
Ｃフィルタ、３はスイッチング回路、４は変圧器、５は
負荷、である。
係や電圧関係の整合などの目的で、その出力側に絶縁変
圧器を設けることが多い０第１図に、出力側に変圧器を
備えたインバータの借成例として、単相ブリッジインバ
ータ回路を示す。同図において、１は直流電源、２はＤ
Ｃフィルタ、３はスイッチング回路、４は変圧器、５は
負荷、である。
図示せざるオン・オフ指令発生回路からのオン０オフ指
令により、スイッチング回路３におけるＵ、Ｖ、Ｘおよ
びＹの各化スイッチ（トランジスタ）をスイッチングさ
せることにより、直流電源１からの直流電力が交流電力
に変換されて変圧器４を介し負荷５に供給される。
令により、スイッチング回路３におけるＵ、Ｖ、Ｘおよ
びＹの各化スイッチ（トランジスタ）をスイッチングさ
せることにより、直流電源１からの直流電力が交流電力
に変換されて変圧器４を介し負荷５に供給される。
第２図は、第１図の説明において図示せずとした前記オ
ン・オフ指令発生回路の具体例を示すブロック図である
。同図において、１１は搬送波発振器、１２は制御信号
発振器、１３は反転器、１４．１５はそれぞれコンパレ
ータ、１６，１７はそれぞれ反転器、である。
ン・オフ指令発生回路の具体例を示すブロック図である
。同図において、１１は搬送波発振器、１２は制御信号
発振器、１３は反転器、１４．１５はそれぞれコンパレ
ータ、１６，１７はそれぞれ反転器、である。
第２Ａ図は第２図の回路における各部信号の波形図であ
る。
る。
第２図、第２Ａ図を８皿して動作を「ｊ単に説明する。
発振器１１からの搬送波ｆｉ）号と発振器１２からの制
御ｆｎ号とがコンパレータ１４において比較され、搬送
波信号が制御信号を上まわっている期間だけアーへ屯圧
ｖＵがＬＪ相スイッチに印加され、該アーム電圧ｖＵの
反転器１６による反転出力がアーム電圧ＶｘとしてＸ相
スイッチに印加される。
御ｆｎ号とがコンパレータ１４において比較され、搬送
波信号が制御信号を上まわっている期間だけアーへ屯圧
ｖＵがＬＪ相スイッチに印加され、該アーム電圧ｖＵの
反転器１６による反転出力がアーム電圧ＶｘとしてＸ相
スイッチに印加される。
他方、発振器１２からの制御信号の反転器１３による反
転信号（第２Ａ図において破５で示した制御信号）と発
振器１１からの搬送波信号とがコンパレータ１５におい
て比較され、搬送波信号が破約の制御信号を上まわって
いる期間だりアーム１１圧ＶｖがＶ相スイッチに印加さ
れ、該アーム翼圧Ｖｖの反転器１７による反転出力がア
ーム１１圧ＶｙとしてＹ相スイッチに印加される。
転信号（第２Ａ図において破５で示した制御信号）と発
振器１１からの搬送波信号とがコンパレータ１５におい
て比較され、搬送波信号が破約の制御信号を上まわって
いる期間だりアーム１１圧ＶｖがＶ相スイッチに印加さ
れ、該アーム翼圧Ｖｖの反転器１７による反転出力がア
ーム１１圧ＶｙとしてＹ相スイッチに印加される。
その結果、第１図においてスイッチング回路３から出力
されて変圧器４に入力される出力ｍ圧ｖＩはｉＺＡ図に
示した如（ＰＷＭ（パルス（１変調）出力として表わさ
れる。
されて変圧器４に入力される出力ｍ圧ｖＩはｉＺＡ図に
示した如（ＰＷＭ（パルス（１変調）出力として表わさ
れる。
さて、かかるインバータの運転において１制御信号に混
入した直流成分や各相スイッヂ素子における電圧降下の
差異、スイッチ素子におけるスイッチング遅れ時間など
により１出力電圧ｖＩは直流成分を含むことになる。そ
してこの直流電圧成分はインバータの出力側に接続され
た変圧器４の鉄心において直流偏磁をもたらし、鉄心を
飽和状態に導くことがある。このため、変圧器が所期の
機能を奏さなくなったり、或いは変圧器の前段にあるス
イッチ素子としてのトランジスタに変圧器励磁電流のピ
ーク値増大により大厄流が流れて破損を招くなどの欠点
があった。
入した直流成分や各相スイッヂ素子における電圧降下の
差異、スイッチ素子におけるスイッチング遅れ時間など
により１出力電圧ｖＩは直流成分を含むことになる。そ
してこの直流電圧成分はインバータの出力側に接続され
た変圧器４の鉄心において直流偏磁をもたらし、鉄心を
飽和状態に導くことがある。このため、変圧器が所期の
機能を奏さなくなったり、或いは変圧器の前段にあるス
イッチ素子としてのトランジスタに変圧器励磁電流のピ
ーク値増大により大厄流が流れて破損を招くなどの欠点
があった。
本発明は、かかる従来技術における欠点を克服するため
になされたものであり、従って本発明の計重は、制御信
号に直流成分が混入していたり、各相スイッチ素子に電
圧降下の差異があったり１スイッチング遅れ時間などが
あったりしても、インバータ出力側に直流成分が発生し
ないようにして、変圧器の直流偏磁を防止するようにし
たインバータ出力側変圧器の直流偏磁防止方式を提供す
ることにある。
になされたものであり、従って本発明の計重は、制御信
号に直流成分が混入していたり、各相スイッチ素子に電
圧降下の差異があったり１スイッチング遅れ時間などが
あったりしても、インバータ出力側に直流成分が発生し
ないようにして、変圧器の直流偏磁を防止するようにし
たインバータ出力側変圧器の直流偏磁防止方式を提供す
ることにある。
本発明の構成の要点は、出力側に変圧器を接続されたイ
ンバータにおいて、インバータ出力から直流成分を検出
する手段と、検出された直流成分を抑圧するようにイン
バータを（構成するスイッチ素子のオン・オフを制御す
る手段とを備えた点にある。
ンバータにおいて、インバータ出力から直流成分を検出
する手段と、検出された直流成分を抑圧するようにイン
バータを（構成するスイッチ素子のオン・オフを制御す
る手段とを備えた点にある。
次に図を参照して本発明の一実施列を説明する。
第３図は本発明の一実施例を示す回路図である。
同図において、第１図および第２図におけるのと同じ物
には同じ符号を付しである。そのほか、４Ｂは、電圧時
間積検出のための補助巻ａＷｚを備えた変圧器、２１は
電圧時間積検出器、２２は加算器、であり、これらを付
加した点で従来回路とは構成を異にしている。電圧時間
積検出器２１は、抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ１、非
反転の増幅器（［ｆＥフォロワ）Ａとから成り、インバ
ータ３の出力側における直流電圧成分を検出して加算器
２２に入力している。
には同じ符号を付しである。そのほか、４Ｂは、電圧時
間積検出のための補助巻ａＷｚを備えた変圧器、２１は
電圧時間積検出器、２２は加算器、であり、これらを付
加した点で従来回路とは構成を異にしている。電圧時間
積検出器２１は、抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ１、非
反転の増幅器（［ｆＥフォロワ）Ａとから成り、インバ
ータ３の出力側における直流電圧成分を検出して加算器
２２に入力している。
第３Ａ図は本発明による効果を説明するための第２Ａ図
と同様な波形図である。
と同様な波形図である。
次に第３図および第３Ａ図を参照して本発明に関連した
動作を説明する。
動作を説明する。
第３図において、電圧時間積検出のための補助巻線Ｗ１
の出力は、電圧時間積検出回路２１におけるコンデンサ
Ｃ１と抵抗Ｒ１の充放電回路に導がれる。この回路の充
放電時定数は、これをインバータ出力基本波周波数に比
べ十分長いものとした場合、コンデンサ電圧のスイッチ
ング回路動作に伴へリップル分は、直流分に比べ小さな
ものとなり、このコンデンサ電圧によりスイッチング回
路３の出力電圧（インバータの出力電圧）の直流成分が
検出される。この電圧を、非反転の増幅器Ａを介して加
算器２２に入力し、先に述べた制御信号発振器１２から
の制御信号に加算することにより、インバータはその出
力の直流分を減じるようにスイッチング回路３における
各アームの動作時間を変える。
の出力は、電圧時間積検出回路２１におけるコンデンサ
Ｃ１と抵抗Ｒ１の充放電回路に導がれる。この回路の充
放電時定数は、これをインバータ出力基本波周波数に比
べ十分長いものとした場合、コンデンサ電圧のスイッチ
ング回路動作に伴へリップル分は、直流分に比べ小さな
ものとなり、このコンデンサ電圧によりスイッチング回
路３の出力電圧（インバータの出力電圧）の直流成分が
検出される。この電圧を、非反転の増幅器Ａを介して加
算器２２に入力し、先に述べた制御信号発振器１２から
の制御信号に加算することにより、インバータはその出
力の直流分を減じるようにスイッチング回路３における
各アームの動作時間を変える。
例えば第３図において、スイッチング回路３の出力が直
流成分を持ち、そのため変圧器４Ｂの巻線において・印
側を正とする電圧が印加された時鳥回路２１におけるコ
ンデンサＣＩの電圧は、接地点側を正とし、抵抗Ｒ２に
つながる電圧検出端側か負となる。そしてこの負電圧が
制御信号（正弦波）発振器１２の出力に加算されるので
、制御信号は、第３Ａ図において矢印３１．３２の方向
に変位し、そのため各アーム導通期間も変化する。すな
わち、Ｕ相スイッチ素子の導通（オン）時間が矢印３３
に示すようにせばまって短くなり、Ｘ相スイッチ素子の
それは矢印３５に示されるように広くなって長くなる。
流成分を持ち、そのため変圧器４Ｂの巻線において・印
側を正とする電圧が印加された時鳥回路２１におけるコ
ンデンサＣＩの電圧は、接地点側を正とし、抵抗Ｒ２に
つながる電圧検出端側か負となる。そしてこの負電圧が
制御信号（正弦波）発振器１２の出力に加算されるので
、制御信号は、第３Ａ図において矢印３１．３２の方向
に変位し、そのため各アーム導通期間も変化する。すな
わち、Ｕ相スイッチ素子の導通（オン）時間が矢印３３
に示すようにせばまって短くなり、Ｘ相スイッチ素子の
それは矢印３５に示されるように広くなって長くなる。
同様にＶ相のスイッチ素子の導通（オン）時間が矢印３
６に見られるように広くなって長くなり、Ｙ相のスイッ
チ素子のそれは矢印３７に見られるようにせばまって短
くなる。このため出力電圧ｖＩは、第３図において、変
圧器４Ｂの巻線の・印側が正になる傾向は抑制される。
６に見られるように広くなって長くなり、Ｙ相のスイッ
チ素子のそれは矢印３７に見られるようにせばまって短
くなる。このため出力電圧ｖＩは、第３図において、変
圧器４Ｂの巻線の・印側が正になる傾向は抑制される。
このように、変圧器４Ｂ→補助巻ＦＱ Ｗ１→軍、正時
間積検出器２１→加算器２２→反転器１３→コンパレー
タ１４，１５→スイッチング回路３→変圧器４Ｂに至る
閉ループの前述の如き制御動作は一種のＰＩ調節器によ
る調節動作であると云うことができる。つまりそのＰ動
作の比例ゲインは、補助巻ｉＷｌの電圧と発振器１２か
らの制御信号の電圧比によって定まり、■動作の積分時
定数はコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１によるＣＲ，直列回路
の時定数によりきまる。このような調節動作によりスイ
ッチング回路３の出力に含まれる直流成分が抑制されて
零に近ずく。
間積検出器２１→加算器２２→反転器１３→コンパレー
タ１４，１５→スイッチング回路３→変圧器４Ｂに至る
閉ループの前述の如き制御動作は一種のＰＩ調節器によ
る調節動作であると云うことができる。つまりそのＰ動
作の比例ゲインは、補助巻ｉＷｌの電圧と発振器１２か
らの制御信号の電圧比によって定まり、■動作の積分時
定数はコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１によるＣＲ，直列回路
の時定数によりきまる。このような調節動作によりスイ
ッチング回路３の出力に含まれる直流成分が抑制されて
零に近ずく。
以上に述べた実施例では、Ｕ相とＸ相の導通時間比と、
■相とＹ相の導通時間比を同時に変えることにより、直
流成分を減少する方向に変化させ抑制することとしてい
るが、これは例えばＵ相とＸ相という一組の導通時間比
だけを代えることによっても実現される。。
■相とＹ相の導通時間比を同時に変えることにより、直
流成分を減少する方向に変化させ抑制することとしてい
るが、これは例えばＵ相とＸ相という一組の導通時間比
だけを代えることによっても実現される。。
この場合、第２図において示されているコンパレータ１
４，１５に対する４つの入力のうちいずれの入力に、検
出された直流成分を加算しても上記と同等の結果が得ら
れる。
４，１５に対する４つの入力のうちいずれの入力に、検
出された直流成分を加算しても上記と同等の結果が得ら
れる。
上記実施例の説明に際しての加算器の挿入点、つまり直
流成分の加算点Ａと、発生偏磁の方向を表わすｍ圧時間
積検出ｉｚ１の直流出力極性（この場合、ｅ）を第４図
に記入した。同様に他のコンパレータ入力に加算器を挿
入して同等の効果を得る場合の挿入点と、加算される直
流出力の極性との組合せをＢθ、Ｃ■、Ｄ■、Ｅｅの如
く記入した。
流成分の加算点Ａと、発生偏磁の方向を表わすｍ圧時間
積検出ｉｚ１の直流出力極性（この場合、ｅ）を第４図
に記入した。同様に他のコンパレータ入力に加算器を挿
入して同等の効果を得る場合の挿入点と、加算される直
流出力の極性との組合せをＢθ、Ｃ■、Ｄ■、Ｅｅの如
く記入した。
第５図は、３相インバータに本発明を適用した場合の実
施例を示す回路図である０同図において、これまでにお
けるのと同じ物には同じ符号をイ４’ してある。その
ほか、３Ｂは３相インバ一タ回路、４Ｃは３相出力変圧
器、４Ｄは電圧時間わ′ｌ検田川変圧器、である。
施例を示す回路図である０同図において、これまでにお
けるのと同じ物には同じ符号をイ４’ してある。その
ほか、３Ｂは３相インバ一タ回路、４Ｃは３相出力変圧
器、４Ｄは電圧時間わ′ｌ検田川変圧器、である。
第５図の場合、例えばインバータ３ＢのＲ相田力と出力
変圧器４Ｃの中性点との間に存在する直流成分は、Ｕ相
スイッチ素子とＸ相ス・ｒツチ禦子の導通時間比を調節
することにより消去され、それは先に説明したのと同様
の方法で実現できる。
変圧器４Ｃの中性点との間に存在する直流成分は、Ｕ相
スイッチ素子とＸ相ス・ｒツチ禦子の導通時間比を調節
することにより消去され、それは先に説明したのと同様
の方法で実現できる。
また、負荷が配置＋１系統である場合のように、変圧器
の負荷側に直流成分が現われにくい場合には、第３図に
示した出力変圧器４Ｂに補（Ｘ／１巻線ｗ１を設ける方
法より、幕５ ｆｆｆｆＪに示したように別個に検出用
変圧器４Ｄを設ける方が、直流成分の検出に伯する。
の負荷側に直流成分が現われにくい場合には、第３図に
示した出力変圧器４Ｂに補（Ｘ／１巻線ｗ１を設ける方
法より、幕５ ｆｆｆｆＪに示したように別個に検出用
変圧器４Ｄを設ける方が、直流成分の検出に伯する。
この発明によれば、インバータの出力変圧器に発生する
直流成分を検出し、それによりインバータのスイッチン
グ時間を補正するので、インバータ出力は直洩成分を持
たないようになり、出力変圧器の直流偏磁は防止され、
偏磁発生時のように２℃圧器の励磁電流のピーク値が増
大し、波形歪の５９′１大やインバータの破壊を招くこ
とがなくなる。
直流成分を検出し、それによりインバータのスイッチン
グ時間を補正するので、インバータ出力は直洩成分を持
たないようになり、出力変圧器の直流偏磁は防止され、
偏磁発生時のように２℃圧器の励磁電流のピーク値が増
大し、波形歪の５９′１大やインバータの破壊を招くこ
とがなくなる。
第１図は出力口に変圧器を儂えたインバータのｔｒ）成
例を示す回路図、市２図は陪１同の回路においてスイッ
チング回路３にオン・オフ指令を与えるためのオン・］
７指令発生回路の具体例を示すブロック図、第２八図は
バＳ２図の回路における各部信号の波形図、第３図は本
発明の一実施例を示す回路図、第３Ａ図は本発明による
効果を説明するための９４２Ａ図と同様な波形図、第４
図は不発１；７Ｊにおける直流成分の加算点と極性を示
すための第２図と同様なブロック図、第５図は本発明の
他の実施例を示す回路図、である。 符号説明 １・・・・・・直流電源、２・・・・・・ＤＣフィルタ
、３・・・・・・スイッチング回路、４・・・・・・変
圧器、５・・・・・・負荷、１１・・・・・・搬送波発
振器、１２・・・・・・制御信号発振器、１３・・・・
・・反転＠Ｌ １４ 、１５・・・・・・コンパレーク
、１６．１７・・・・・・反転器、２１・・・・・・電
圧時間積検出器、２２・・・・・・加算器、３１〜３７
・・・・・・矢印代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１図 第２図 第２Ａ図 端 ３ 図 第３Ａ図 スフ 第４図 第 ５図
例を示す回路図、市２図は陪１同の回路においてスイッ
チング回路３にオン・オフ指令を与えるためのオン・］
７指令発生回路の具体例を示すブロック図、第２八図は
バＳ２図の回路における各部信号の波形図、第３図は本
発明の一実施例を示す回路図、第３Ａ図は本発明による
効果を説明するための９４２Ａ図と同様な波形図、第４
図は不発１；７Ｊにおける直流成分の加算点と極性を示
すための第２図と同様なブロック図、第５図は本発明の
他の実施例を示す回路図、である。 符号説明 １・・・・・・直流電源、２・・・・・・ＤＣフィルタ
、３・・・・・・スイッチング回路、４・・・・・・変
圧器、５・・・・・・負荷、１１・・・・・・搬送波発
振器、１２・・・・・・制御信号発振器、１３・・・・
・・反転＠Ｌ １４ 、１５・・・・・・コンパレーク
、１６．１７・・・・・・反転器、２１・・・・・・電
圧時間積検出器、２２・・・・・・加算器、３１〜３７
・・・・・・矢印代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１図 第２図 第２Ａ図 端 ３ 図 第３Ａ図 スフ 第４図 第 ５図
Claims (1)
- １）出力側に変圧器を接続されたインバータにおいて、
インバータ出力から直流成分を検出する手段と、検出さ
れた直流成分により、該直流成分を抑圧するように前記
インバータを構成するスイッチ素子のオン・オフを制御
する手段とを備え、前記変圧器の鉄心における直流偏磁
を防止するようにしたことを特徴とするインバータ出力
側変圧器の直流偏磁防止方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20033982A JPS5992773A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | インバ−タ出力側変圧器の直流偏磁防止方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20033982A JPS5992773A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | インバ−タ出力側変圧器の直流偏磁防止方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5992773A true JPS5992773A (ja) | 1984-05-29 |
Family
ID=16422641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20033982A Pending JPS5992773A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | インバ−タ出力側変圧器の直流偏磁防止方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5992773A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61295877A (ja) * | 1985-06-24 | 1986-12-26 | Toshiba Corp | Ｐｗｍインバ−タ |
| JPS6295979A (ja) * | 1985-10-21 | 1987-05-02 | Mitsubishi Electric Corp | 定電圧定周波数電源装置 |
| JPS6489970A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-05 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | System of controlling dc-ac power converter |
-
1982
- 1982-11-17 JP JP20033982A patent/JPS5992773A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61295877A (ja) * | 1985-06-24 | 1986-12-26 | Toshiba Corp | Ｐｗｍインバ−タ |
| JPS6295979A (ja) * | 1985-10-21 | 1987-05-02 | Mitsubishi Electric Corp | 定電圧定周波数電源装置 |
| JPS6489970A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-05 | Takaoka Electric Mfg Co Ltd | System of controlling dc-ac power converter |
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