JPS60187266A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPS60187266A JPS60187266A JP59040107A JP4010784A JPS60187266A JP S60187266 A JPS60187266 A JP S60187266A JP 59040107 A JP59040107 A JP 59040107A JP 4010784 A JP4010784 A JP 4010784A JP S60187266 A JPS60187266 A JP S60187266A
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- gate pulse
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2201/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
- H02P2201/03—AC-DC converter stage controlled to provide a defined DC link voltage
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (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】
[発明の技1fj分野]
この発明は、交流量動機を起動できる電力変換装置に係
り、特に一般に電圧形インバータど呼ばれている電力変
換装置にて交流N8鰻を起動する場合に問題どなってい
たトルク不足を、カフ消し、装置容量に対応した1−ル
クまで有効に発生させることを可能とした電力変換装置
に関するものでdしる。
り、特に一般に電圧形インバータど呼ばれている電力変
換装置にて交流N8鰻を起動する場合に問題どなってい
たトルク不足を、カフ消し、装置容量に対応した1−ル
クまで有効に発生させることを可能とした電力変換装置
に関するものでdしる。
[発明の技術的背景とその問題点]
交流量動機を可変周波数可変電圧の電力変1.3装置に
て駆動するど、(1)起動時の過電流を比較的小さく抑
えることができる、(2)周波数の変化に対応して速度
を変化させることができるので、省エネルギー運転成い
は本来の可変速運転ができる。(3゛電力変換装置の制
御方法によっては、直流電動1;讐ど同程度の制御性ま
で得ることかできる、等の(0点があり、その応用は年
々拡大されている。可変周波数可変電圧の電力変換装置
としては、電圧形インバータ、電流形インバータ、サイ
リスタモータ、サイクロコンバータと呼ばれている装U
が一般によく用いられている。電流形インバータ、サイ
リスタモータ、或いはサイクロコンバータの多くの例は
電流制御形変換装置であり、交流量81!すの制御装量
どして1.を非常に有効であるが、交流量8殿に与える
周波数が高くなる程交流電動(浅定数の影響を受けて電
力変換装Uの主回路定数の決定、或いは制御0余裕の確
保か困vIlどなることが問題であった。また、電圧形
インバータは電圧制御形変換装置であり、交流電源とし
ては理想的に動作するので、以前より広く用いられてい
る。
て駆動するど、(1)起動時の過電流を比較的小さく抑
えることができる、(2)周波数の変化に対応して速度
を変化させることができるので、省エネルギー運転成い
は本来の可変速運転ができる。(3゛電力変換装置の制
御方法によっては、直流電動1;讐ど同程度の制御性ま
で得ることかできる、等の(0点があり、その応用は年
々拡大されている。可変周波数可変電圧の電力変換装置
としては、電圧形インバータ、電流形インバータ、サイ
リスタモータ、サイクロコンバータと呼ばれている装U
が一般によく用いられている。電流形インバータ、サイ
リスタモータ、或いはサイクロコンバータの多くの例は
電流制御形変換装置であり、交流量81!すの制御装量
どして1.を非常に有効であるが、交流量8殿に与える
周波数が高くなる程交流電動(浅定数の影響を受けて電
力変換装Uの主回路定数の決定、或いは制御0余裕の確
保か困vIlどなることが問題であった。また、電圧形
インバータは電圧制御形変換装置であり、交流電源とし
ては理想的に動作するので、以前より広く用いられてい
る。
第1図には、この電圧形インバータを交流電動1衷の駆
動電源として使用した場合の回28例を示し、第2図に
は電圧形インバータの代表的な1回路例を示す。第1図
において交流電源11は、整流回路12を介して直流電
源として使用されており、リアクトル13及びコンデン
サ14から成るフィルタ回路を通して、インバータ回路
15に接続されている。インバータ回1’315では1
12述する制御回路にJ:り可変周波数数の交流を出力
して、負楠となる誘導電動(;ぷ1Gを駆動している。
動電源として使用した場合の回28例を示し、第2図に
は電圧形インバータの代表的な1回路例を示す。第1図
において交流電源11は、整流回路12を介して直流電
源として使用されており、リアクトル13及びコンデン
サ14から成るフィルタ回路を通して、インバータ回路
15に接続されている。インバータ回1’315では1
12述する制御回路にJ:り可変周波数数の交流を出力
して、負楠となる誘導電動(;ぷ1Gを駆動している。
制御回路どしては、設定器21により与えられる速度基
準が、入力制限回路22を介して電圧及び周波数基11
;となる。電圧基準2 refは、インバータ回路15
の出力電圧から変圧器23、整流回路24を介して1り
た電1す11運ど電庁制御回路25にて比較増幅され、
電流基準を出力する。電流基準は、直流回路から、変成
器2Gを介して1q1ζ電流帰j?信号ど、電:Q制御
回路27にて比較増幅され、位相基準を出ノjする。こ
の位相基準と、変圧器28を介して(qた交流電源11
の電圧位相を入力した位相制御回路29により、整流回
路12を構成するサイリスクへグー1−パルスを与える
。また、もう一方の周波数基準Jrafは、琵振器31
、グー;〜パルスyt生回路32を介して、インバータ
回路15を構成JるGT○ヘゲ−1−パルスをりえてい
る。第2図において、Z−流回路12は、サイリスク1
21〜126によって構成されているので、その出力か
ら見れは直流電流をl1iQ 611できる直流電流と
見なすことができる。別の例としては、たとえはバッテ
リー等の電源にヂョッパ回路をJg続した構成でも、全
く同様の自流電源と見なすことができる。また、インバ
ータ回路15は主スイツチング素子どしてGTO151
〜156を使用した例であり、整流素子251〜256
と逆並列接続されていて、出力は3相(N=3)の場合
である。
準が、入力制限回路22を介して電圧及び周波数基11
;となる。電圧基準2 refは、インバータ回路15
の出力電圧から変圧器23、整流回路24を介して1り
た電1す11運ど電庁制御回路25にて比較増幅され、
電流基準を出力する。電流基準は、直流回路から、変成
器2Gを介して1q1ζ電流帰j?信号ど、電:Q制御
回路27にて比較増幅され、位相基準を出ノjする。こ
の位相基準と、変圧器28を介して(qた交流電源11
の電圧位相を入力した位相制御回路29により、整流回
路12を構成するサイリスクへグー1−パルスを与える
。また、もう一方の周波数基準Jrafは、琵振器31
、グー;〜パルスyt生回路32を介して、インバータ
回路15を構成JるGT○ヘゲ−1−パルスをりえてい
る。第2図において、Z−流回路12は、サイリスク1
21〜126によって構成されているので、その出力か
ら見れは直流電流をl1iQ 611できる直流電流と
見なすことができる。別の例としては、たとえはバッテ
リー等の電源にヂョッパ回路をJg続した構成でも、全
く同様の自流電源と見なすことができる。また、インバ
ータ回路15は主スイツチング素子どしてGTO151
〜156を使用した例であり、整流素子251〜256
と逆並列接続されていて、出力は3相(N=3)の場合
である。
1スイツプング素子としては、たとえばGTO。
GTR等の自己消弧形半導体素子、或いはサイリスタど
その強制転流回路の組み合せでし全く同等の動作となり
19る。いずれにしろ、ゲートパルスの操作により導通
あるいは非導通とすることがでざるので、これを可制御
整流素子と呼ぶ。以下はGTOをその一例として説明を
進める。電圧形インバータは電源としては理想的である
か、電流制限型1;ヒが充分に動作しないことから、交
流゛工IC11慣の制御mH置として、特に起動時に次
のような問題があった。
その強制転流回路の組み合せでし全く同等の動作となり
19る。いずれにしろ、ゲートパルスの操作により導通
あるいは非導通とすることがでざるので、これを可制御
整流素子と呼ぶ。以下はGTOをその一例として説明を
進める。電圧形インバータは電源としては理想的である
か、電流制限型1;ヒが充分に動作しないことから、交
流゛工IC11慣の制御mH置として、特に起動時に次
のような問題があった。
(1) 交)ん電動02 !f!’I lこて誘起電圧
が確立していないため、出力が11tインピーダンスに
て9.0格された状態に近いと見なづ°ことができる。
が確立していないため、出力が11tインピーダンスに
て9.0格された状態に近いと見なづ°ことができる。
従って電圧基準および周波数基準を非常に1h度よく、
しかもその時の交流電動開成いは電動機によって駆動さ
れる機械側の条件によって制御しなければならず、定格
電流前後で電動機を起動することは技lfj的に不可能
に近い。
しかもその時の交流電動開成いは電動機によって駆動さ
れる機械側の条件によって制御しなければならず、定格
電流前後で電動機を起動することは技lfj的に不可能
に近い。
(2) 上記(1)項が制御できなければ、トルク不足
或いtit過人な変換装置容ωが必要となる。1−ルク
不足を招かないようにすれば、変操装口として不紅湾ど
ならざるを(りなえかった。
或いtit過人な変換装置容ωが必要となる。1−ルク
不足を招かないようにすれば、変操装口として不紅湾ど
ならざるを(りなえかった。
(3)一般にPWIVl(パルス幅変調〉制御と呼ばれ
る制rI(1方法を用いると、出力電流をある程度抑え
て起fJJ することは可能である。ただし、これは、
GTR或いはパワーM OS F E Tと呼ばれる小
言ωの1スイツチング素子を用いて、高周波数でヂコツ
ビングしたj4合に限られる。従ってGTO或いはサイ
リスタを用いた電圧形インバータでは実現がt「シフ、
また、GTR或いはパワーMO8F’ETを用いた電圧
形インバータでも出力電流のリップルがかなり人さくな
って、変換装首容但を充分に利用づることかできなかっ
た。
る制rI(1方法を用いると、出力電流をある程度抑え
て起fJJ することは可能である。ただし、これは、
GTR或いはパワーM OS F E Tと呼ばれる小
言ωの1スイツチング素子を用いて、高周波数でヂコツ
ビングしたj4合に限られる。従ってGTO或いはサイ
リスタを用いた電圧形インバータでは実現がt「シフ、
また、GTR或いはパワーMO8F’ETを用いた電圧
形インバータでも出力電流のリップルがかなり人さくな
って、変換装首容但を充分に利用づることかできなかっ
た。
[y亡明の目的]
この発明は前記された問題点に対してなされたものであ
り、次に述べるような特徴を持った電力変換装置をl?
IハしようとJるものである。 ゛(1)i回路は電
圧形インバータの(ん成として、出力周波数が高い領域
での電源としての長所を保らつつ、起!IJ II¥の
トルクが確保でき、しかも変換装置の容量か不経澗とな
らない。
り、次に述べるような特徴を持った電力変換装置をl?
IハしようとJるものである。 ゛(1)i回路は電
圧形インバータの(ん成として、出力周波数が高い領域
での電源としての長所を保らつつ、起!IJ II¥の
トルクが確保でき、しかも変換装置の容量か不経澗とな
らない。
(2) 所望の出ツノ電流を得るためにPWM制rOす
る方;去に対し、変換装置の利用率か高く、より高効率
’C6うる。
る方;去に対し、変換装置の利用率か高く、より高効率
’C6うる。
[発明の蔭要]
nQ記する目的は、電圧形インバータの1回路構成であ
りながら、起動時に直流電源からの直流電流を直接的に
制御Jシて、インバータ回Vδの主スイツチング素子の
転流タイミング毎に電流を零まで制限ツる電流制限回路
、及びインバータ回路の主スイツチング素子の内、通電
する素子を限定して、しかも上記電流制限動作に対応し
て導通或い1ま非り通どするゲートパルスを発生するゲ
ートパルス5仁生回路を段けることにより達成される。
りながら、起動時に直流電源からの直流電流を直接的に
制御Jシて、インバータ回Vδの主スイツチング素子の
転流タイミング毎に電流を零まで制限ツる電流制限回路
、及びインバータ回路の主スイツチング素子の内、通電
する素子を限定して、しかも上記電流制限動作に対応し
て導通或い1ま非り通どするゲートパルスを発生するゲ
ートパルス5仁生回路を段けることにより達成される。
これは、電力変換¥inの出力電流を直接直流電源で制
御するとどもに、インバータ回路の主スイッチング素子
@限定Jることにより、電流副部形変換装置に近い13
性か17られるからである。
御するとどもに、インバータ回路の主スイッチング素子
@限定Jることにより、電流副部形変換装置に近い13
性か17られるからである。
また、前記づる目的は、前記する発明の概要で述へた過
fi’ c発生する無効エネルギーを、インバータ回路
に)Aコ入する電流を検出する回路と、この電流検出値
をL1容(β以内に抑えるために追加された別のゲート
パルス発生回路を設けて、処理することにより、より効
果的に達成される。これIJ ri流制制御変換ai装
でも処理されな(づればならない無効1ネルキーを1回
路内で再度励磁エネルギーどじて使用できるからである
。
fi’ c発生する無効エネルギーを、インバータ回路
に)Aコ入する電流を検出する回路と、この電流検出値
をL1容(β以内に抑えるために追加された別のゲート
パルス発生回路を設けて、処理することにより、より効
果的に達成される。これIJ ri流制制御変換ai装
でも処理されな(づればならない無効1ネルキーを1回
路内で再度励磁エネルギーどじて使用できるからである
。
[発明の実施例]
第3[21には、この発明の第1の実施例を示ダ。
同図が第1図の従来例と異なる個所は、電圧、周波数基
1Mを入)〕して、この額か回路内で決めら1tたある
周波数以下である時に、接続されたスイッチを動作させ
る信号を発生する低周波vl検出回銘々1、第4図にて
更に詳細に説明されるか、光振器31からの出力周波数
の6倍の周波数を持つ出力信号Soを入力して、その出
力に60’毎に直流電流を零電流まで絞るようYi流長
基準信号S2発生づる電流基準回路42、爪圧制御回銘
25からの電流基準と前記電流基準回路42からの電流
基準を前記する低周波数検出回路41からの信号によっ
て切換の動作をするスイッチ43、同(工に第4図にて
詳摺に説明するが、発振器31からの出力信’3 S
Oを入力して、その出力に略120゜の導通信号S3A
どその直後の非導通信号Sgsを発生するグー1−パル
ス発生回路44、ぞしてゲートパルス発生回路32から
の導通信号SIA、非導通信号Slsど前記ゲートパル
ス発生回路44からの導通信号S3A、非導通信号S3
eを、前記J゛る低周波数検出回路41からの信号にJ
、って切換の動作をするスイッチ45を設けた点である
。第4図には、信号SD 、SIA、’SI B。
1Mを入)〕して、この額か回路内で決めら1tたある
周波数以下である時に、接続されたスイッチを動作させ
る信号を発生する低周波vl検出回銘々1、第4図にて
更に詳細に説明されるか、光振器31からの出力周波数
の6倍の周波数を持つ出力信号Soを入力して、その出
力に60’毎に直流電流を零電流まで絞るようYi流長
基準信号S2発生づる電流基準回路42、爪圧制御回銘
25からの電流基準と前記電流基準回路42からの電流
基準を前記する低周波数検出回路41からの信号によっ
て切換の動作をするスイッチ43、同(工に第4図にて
詳摺に説明するが、発振器31からの出力信’3 S
Oを入力して、その出力に略120゜の導通信号S3A
どその直後の非導通信号Sgsを発生するグー1−パル
ス発生回路44、ぞしてゲートパルス発生回路32から
の導通信号SIA、非導通信号Slsど前記ゲートパル
ス発生回路44からの導通信号S3A、非導通信号S3
eを、前記J゛る低周波数検出回路41からの信号にJ
、って切換の動作をするスイッチ45を設けた点である
。第4図には、信号SD 、SIA、’SI B。
S2 、S3A及び5ataの!38係を示している。
づなわら、電流基準信号S2は信号SDに対応して、電
流をある起動に必要な電流値が60’毎に零電流まで絞
るように動作している。信号SIAは180゛導通(L
号、信号5IEIはその直後の非導通信号であるのに対
し、信号S 3 A l−L略120゜の導通(3弓、
信号S3eはその直後の非j、M+通信号であり、1ε
号S3 A 、S3eの状態変化にI信号82の零電流
基準が発生されている詩に生じ一部いる。
流をある起動に必要な電流値が60’毎に零電流まで絞
るように動作している。信号SIAは180゛導通(L
号、信号5IEIはその直後の非導通信号であるのに対
し、信号S 3 A l−L略120゜の導通(3弓、
信号S3eはその直後の非j、M+通信号であり、1ε
号S3 A 、S3eの状態変化にI信号82の零電流
基準が発生されている詩に生じ一部いる。
次に第1の実施例の作用を第5図と第6図を用いて説明
Jる。第5図は電流ルリ限動作と出力電流波形を説明す
る図であり、(1)にfg号S 2 、f2)に電流期
間信号すなわも直流電源の直流電流IF8K、(3)に
信号S3A、f4)に信号S38、そして(5)に1相
の出力電流IAcを示したものである。また第6図には
代表的な通電モードを示しており、実F部が電流の流れ
ている線路を示している。ロラ刻[1から(3、時刻T
5からT6、時刻TaからTIまでか、零電流基準期間
であり、この信号S3Aに追従して実際の直流電流L
F B Kが流れる。時−刻12は直流電流!pBKか
零電流どなった後にワえられる導通信号であるが、導通
信号が与えられても他の循31電流モードのために直に
電流が流れ始めず、時刻t3から徐々に流れ出ず。
Jる。第5図は電流ルリ限動作と出力電流波形を説明す
る図であり、(1)にfg号S 2 、f2)に電流期
間信号すなわも直流電源の直流電流IF8K、(3)に
信号S3A、f4)に信号S38、そして(5)に1相
の出力電流IAcを示したものである。また第6図には
代表的な通電モードを示しており、実F部が電流の流れ
ている線路を示している。ロラ刻[1から(3、時刻T
5からT6、時刻TaからTIまでか、零電流基準期間
であり、この信号S3Aに追従して実際の直流電流L
F B Kが流れる。時−刻12は直流電流!pBKか
零電流どなった後にワえられる導通信号であるが、導通
信号が与えられても他の循31電流モードのために直に
電流が流れ始めず、時刻t3から徐々に流れ出ず。
この流れ始めの通電モードが第6図の(b)に対応する
。但し、ここでは信号Sa A 、+ S3 g 1i
GTO151に勺えられるグー]−パルスのタイミング
を示しているものとしている。通電モード第6図の(b
)では直流電流i Fakの一部はコンデンサ14を充
電する電流となり、残りの電流がGTO151,を通し
て誘導電動機16のR巻線−8誉線−GTO154で流
れるが、前回通電モードにより、1巻線−8巻線−GT
O154−整流素T−256−T巻線の循還電流も流れ
ている。時刻【4からt6では、この′tJ3ヱ電流が
なく、GTO151−Rさ線−8巻線−GTO154の
通電モードだ(プどなる。時刻T6以降、導通づるGT
OかG T O154からGTO156にがわり、時刻
(9にてGTO151に非導通信号が与えられる。
。但し、ここでは信号Sa A 、+ S3 g 1i
GTO151に勺えられるグー]−パルスのタイミング
を示しているものとしている。通電モード第6図の(b
)では直流電流i Fakの一部はコンデンサ14を充
電する電流となり、残りの電流がGTO151,を通し
て誘導電動機16のR巻線−8誉線−GTO154で流
れるが、前回通電モードにより、1巻線−8巻線−GT
O154−整流素T−256−T巻線の循還電流も流れ
ている。時刻【4からt6では、この′tJ3ヱ電流が
なく、GTO151−Rさ線−8巻線−GTO154の
通電モードだ(プどなる。時刻T6以降、導通づるGT
OかG T O154からGTO156にがわり、時刻
(9にてGTO151に非導通信号が与えられる。
n刻t9から1ゴは通電モード第6図の<d>どなり、
8巻線−1巻綿−GTO156−整流素子252R咎j
♀の16遍電流だけである。峙ジlIt穎から時刻tl
lまででこの循3!電流も消滅する。
8巻線−1巻綿−GTO156−整流素子252R咎j
♀の16遍電流だけである。峙ジlIt穎から時刻tl
lまででこの循3!電流も消滅する。
従って、8巻線を流れる電流すなわち1倍の出カフ11
i iRIi第5図(f)に示されるようになり、零電
流基準期間及び1盾庁π流モードにより若干波形に変動
はあるが、はI、Tl2O’の矩形波電流に近い波形を
(りることかできる。循還電流モー1’がEいど通電期
間か伸びてしまうが、五電流基準wI間(Jその時の出
力周波数との関係で決まるので、低周波数検出回路の動
作点が低い(?、ぞの影nを除去づることが口J能とな
る。
i iRIi第5図(f)に示されるようになり、零電
流基準期間及び1盾庁π流モードにより若干波形に変動
はあるが、はI、Tl2O’の矩形波電流に近い波形を
(りることかできる。循還電流モー1’がEいど通電期
間か伸びてしまうが、五電流基準wI間(Jその時の出
力周波数との関係で決まるので、低周波数検出回路の動
作点が低い(?、ぞの影nを除去づることが口J能とな
る。
Lス」−説明した第1の実施例によれば、信号S3^の
rl 120°連連続通1Δ号に循還電流モー1−を加
粁したう池幅を持つ出力電流波形を10ることかでき、
1盾jヱ電流モ一ト期間かかなり短がりれI;J’、#
lぼ120゛の矩形波電流となる。従って電圧形インバ
ータの18成であり、直流電流の一61i 1;j、そ
のフィルク回路のコンデンサを充電するのに使用される
が、13目の出力電流波形どして(ま、fJ fJ12
0°の矩形波に近い波形か得られることになり、電流制
御形変換装置と同様に良好な起動待1[1か得られるこ
とになる。
rl 120°連連続通1Δ号に循還電流モー1−を加
粁したう池幅を持つ出力電流波形を10ることかでき、
1盾jヱ電流モ一ト期間かかなり短がりれI;J’、#
lぼ120゛の矩形波電流となる。従って電圧形インバ
ータの18成であり、直流電流の一61i 1;j、そ
のフィルク回路のコンデンサを充電するのに使用される
が、13目の出力電流波形どして(ま、fJ fJ12
0°の矩形波に近い波形か得られることになり、電流制
御形変換装置と同様に良好な起動待1[1か得られるこ
とになる。
尚、この実施例では零電流まで電流を絞る手段どして電
流m+F:回路42を使用した59合を示したが、他の
実施方法としてはたとえば電圧制御回路25に電流草準
を較る貫流制限回路を1iulJでも同様の効果が1q
られることは論を持たない。
流m+F:回路42を使用した59合を示したが、他の
実施方法としてはたとえば電圧制御回路25に電流草準
を較る貫流制限回路を1iulJでも同様の効果が1q
られることは論を持たない。
第7図にこの丸目の第2の実施例を承り。第7図が第3
図の実施例と異なる箇所は、ゲートパルス発生回路44
のかわりに、信号SOを入力とし−U、I!860’の
導通パルスが2回続いた導通信号S4Aと導通信号S
4 Aのそれぞれの立下がりタイミング直後に発生ずる
非導通信号S4E]を発生するゲートパルス発生回路4
Gを設けたことである。第8図の動作説明図にあるにう
に、信号S4Aは信’j’3 S sに対して!!82
、、/ 3の導通幅となり、f18120°の導通期
間の中央に非導通期間を持つ信号であり、非導通信号8
4Bは導通(g号S4Aの立ち下りに対応している。
図の実施例と異なる箇所は、ゲートパルス発生回路44
のかわりに、信号SOを入力とし−U、I!860’の
導通パルスが2回続いた導通信号S4Aと導通信号S
4 Aのそれぞれの立下がりタイミング直後に発生ずる
非導通信号S4E]を発生するゲートパルス発生回路4
Gを設けたことである。第8図の動作説明図にあるにう
に、信号S4Aは信’j’3 S sに対して!!82
、、/ 3の導通幅となり、f18120°の導通期
間の中央に非導通期間を持つ信号であり、非導通信号8
4Bは導通(g号S4Aの立ち下りに対応している。
第2の実施例を第9図と第10図を用いて説明する。第
9図は電:た制限動作と出力型)h波形を説明覆る図で
あり、(1)に信号S2、(2)に直流電流iF日、
、 (31に信号S 4 A 、(41に信MS’s、
そして(5)に140の出ノ〕電流iAc′を示したも
のである。また、第10図には、代表的な通電モー1〜
を示してあり、第6図と同仔に実線部が電流の流れてい
る線路を示している。この実施例は第1の実施例ど異な
り、通電電流波形は60’区間毎に完結する。すなわち
、時刻j t T は零電流基準が解除される時刻t2
′より先立っているが、後に説明するように前回の通電
に際して無効エネルギーによりコンデンサ14が充電さ
れており、旧制tl’ に導通信号S4Aが与えられる
と、この電荷か放電を始めて、電流が流れる。これが通
電モード第10図の(a>であり、時刻t2′になると
更に直流電源からの直流電流が加わり、第9図(「)t
こ示さるような立ち上がりを示す。時刻13′になると
信号S2が落ち、直流電流が減少し始める。時刻[4′
で直流電流が零どなり、コンデンサ14の放電も完了す
ると、通電モード2010図(I))の循還電流が流れ
るモードどなるっ時刻j s して導通しているGTO
151及び15Gに非導通信号が与えられる。GTOは
即座に非導通どなり、8巻線、1巻線に蓄えられている
無効1ネルギーてコンデンサ14を充電する。通電モー
ド第10図の(C)に(3る。この通電モー1〜第10
図の(C)はエネルギーを回収できるので、第1の実施
例の循還モードに比べて、かなり短い時間で柊了し、時
刻t61て60゛区間の通電か完結する。1殺に続く6
0゛間も同様に行なわれる。
9図は電:た制限動作と出力型)h波形を説明覆る図で
あり、(1)に信号S2、(2)に直流電流iF日、
、 (31に信号S 4 A 、(41に信MS’s、
そして(5)に140の出ノ〕電流iAc′を示したも
のである。また、第10図には、代表的な通電モー1〜
を示してあり、第6図と同仔に実線部が電流の流れてい
る線路を示している。この実施例は第1の実施例ど異な
り、通電電流波形は60’区間毎に完結する。すなわち
、時刻j t T は零電流基準が解除される時刻t2
′より先立っているが、後に説明するように前回の通電
に際して無効エネルギーによりコンデンサ14が充電さ
れており、旧制tl’ に導通信号S4Aが与えられる
と、この電荷か放電を始めて、電流が流れる。これが通
電モード第10図の(a>であり、時刻t2′になると
更に直流電源からの直流電流が加わり、第9図(「)t
こ示さるような立ち上がりを示す。時刻13′になると
信号S2が落ち、直流電流が減少し始める。時刻[4′
で直流電流が零どなり、コンデンサ14の放電も完了す
ると、通電モード2010図(I))の循還電流が流れ
るモードどなるっ時刻j s して導通しているGTO
151及び15Gに非導通信号が与えられる。GTOは
即座に非導通どなり、8巻線、1巻線に蓄えられている
無効1ネルギーてコンデンサ14を充電する。通電モー
ド第10図の(C)に(3る。この通電モー1〜第10
図の(C)はエネルギーを回収できるので、第1の実施
例の循還モードに比べて、かなり短い時間で柊了し、時
刻t61て60゛区間の通電か完結する。1殺に続く6
0゛間も同様に行なわれる。
以上説明した第2の実施例によれは、中央に若干の非導
通期間を含むが、はぼ120°の矩形波どなる出力型:
1を波形を1!?ることかできる。この電;に波形では
、霞;なの立ち上がりに大き目のl1i2電電流が流れ
るか、逆にこの放電か電流波形の立ち上がりを良くし、
しかも通電9と7峙は、0萄とむる;ル導電動+jl!
16の無効エネルギーを短時間にて吸収することがで
きるので、非常に良好な波形となりiフる。無効エネル
ギーを回収Jるコン7ンリ14は電圧形インバータでは
一般に大きなIJmどして選ばれているので、このエネ
ルギーにより過電圧となることはほとんどない。特殊な
用途にて、たとえばこのコンデンサ14が小さり選(よ
れているにうな場合では、非導通信号84Bを′jえる
タイミングを若干遅くすることにより電圧上昇分を抑え
ることができる。これは回収されるl\さエネルギーの
一部か循還電流モート中に回23内で消ETされて、非
導通信号か与えられた詩の楯j■電流か減少するためで
ある。又、別の過電圧を抑える方)去とし°Cは、1列
えは、;え尋電肋1:u 16の端子にタイオートクリ
ッパーと呼ばれるタイオードによる整流回路に]ンfン
()・を接続した回路を使用することも句作である。こ
の方法によると、コンデンサ14の容のを見かけ上増加
させた効果かjqら1するからCあり、タイオートクリ
ッパーのコンテン4ノに吸11マされた無効エネルギー
+、i抵抗等の更に別の手段で処理されることになる。
通期間を含むが、はぼ120°の矩形波どなる出力型:
1を波形を1!?ることかできる。この電;に波形では
、霞;なの立ち上がりに大き目のl1i2電電流が流れ
るか、逆にこの放電か電流波形の立ち上がりを良くし、
しかも通電9と7峙は、0萄とむる;ル導電動+jl!
16の無効エネルギーを短時間にて吸収することがで
きるので、非常に良好な波形となりiフる。無効エネル
ギーを回収Jるコン7ンリ14は電圧形インバータでは
一般に大きなIJmどして選ばれているので、このエネ
ルギーにより過電圧となることはほとんどない。特殊な
用途にて、たとえばこのコンデンサ14が小さり選(よ
れているにうな場合では、非導通信号84Bを′jえる
タイミングを若干遅くすることにより電圧上昇分を抑え
ることができる。これは回収されるl\さエネルギーの
一部か循還電流モート中に回23内で消ETされて、非
導通信号か与えられた詩の楯j■電流か減少するためで
ある。又、別の過電圧を抑える方)去とし°Cは、1列
えは、;え尋電肋1:u 16の端子にタイオートクリ
ッパーと呼ばれるタイオードによる整流回路に]ンfン
()・を接続した回路を使用することも句作である。こ
の方法によると、コンデンサ14の容のを見かけ上増加
させた効果かjqら1するからCあり、タイオートクリ
ッパーのコンテン4ノに吸11マされた無効エネルギー
+、i抵抗等の更に別の手段で処理されることになる。
第11図には、この丸目の第3の実施例を示づ。
同図が第7図の実施例と異なる箇所は、グー1−パルス
発生回路4Gとスイッチ45の間に、ゲートパルス光1
回路4Gからの信MS4A 、S46を入力し、更にコ
ンチンイノ14の放電電流を(2ミ出ザる変成器4Gか
らの信号を入力として、このIM 71電流値を所定1
のを越えないぽうにfIII l;llする尋通ICF
’3SSAど非存通信−PiSs日を発生するゲートパ
ルス発生回路47を設けた点である。
発生回路4Gとスイッチ45の間に、ゲートパルス光1
回路4Gからの信MS4A 、S46を入力し、更にコ
ンチンイノ14の放電電流を(2ミ出ザる変成器4Gか
らの信号を入力として、このIM 71電流値を所定1
のを越えないぽうにfIII l;llする尋通ICF
’3SSAど非存通信−PiSs日を発生するゲートパ
ルス発生回路47を設けた点である。
この第3の実施例の動作を第12図を用いて説明する。
同図において(1)は信号32、(21は直流電流:
p B K 、(3)は信号S4A、+41は信号34
B、(5)は1相の出力電流I A C” 、+61は
ゲートパルス発生回路46から発生する導通信号S5A
、そして(7)はゲートパルス発生回路47からjt生
ずる非う9通信号S S eである。この光切の作用か
、第2の実施例と異なる所は時刻t4″から時刻t7″
までである。即ち時刻t3″にて信号84から29通指
令が出ると、直に導通信号SEAが発生される。
p B K 、(3)は信号S4A、+41は信号34
B、(5)は1相の出力電流I A C” 、+61は
ゲートパルス発生回路46から発生する導通信号S5A
、そして(7)はゲートパルス発生回路47からjt生
ずる非う9通信号S S eである。この光切の作用か
、第2の実施例と異なる所は時刻t4″から時刻t7″
までである。即ち時刻t3″にて信号84から29通指
令が出ると、直に導通信号SEAが発生される。
このまま、GTO151を導通とし続ければ、出力電流
は破線で示されるような波形iAc′ と、なるが、時
刻【4″にて検出電流が所定値! Aceを越えると、
非導通信号Sseが発生され、GTO′151が非導通
どなる。この後、循3!1電流モードあるいは無効1ネ
ルギー吸収モードとなって電流が減衰づる。所定時間後
、再び導通信号SEAが時刻t5”に与えられ、同様の
紅詫をたどって、時刻[6″に非導通信号S58、時刻
[7″にえ7通信fi3 S 5Aが与えられている。
は破線で示されるような波形iAc′ と、なるが、時
刻【4″にて検出電流が所定値! Aceを越えると、
非導通信号Sseが発生され、GTO′151が非導通
どなる。この後、循3!1電流モードあるいは無効1ネ
ルギー吸収モードとなって電流が減衰づる。所定時間後
、再び導通信号SEAが時刻t5”に与えられ、同様の
紅詫をたどって、時刻[6″に非導通信号S58、時刻
[7″にえ7通信fi3 S 5Aが与えられている。
コンデンサ14の放電がある捏度進むと、その電荷によ
る電圧と直流電流か流れる経路の電圧降下がつり合い、
導流電源からの電流値に落ちついて、第2の実施例と同
じ作用となる。
る電圧と直流電流か流れる経路の電圧降下がつり合い、
導流電源からの電流値に落ちついて、第2の実施例と同
じ作用となる。
以上説明したように、この第3の実施例によれば、通電
開始時の人き目な放電電流を抑えながら、第2の実施例
ど同一の効果を(りることができる。
開始時の人き目な放電電流を抑えながら、第2の実施例
ど同一の効果を(りることができる。
従って、その出力電流波形は、電流制囲形変換装置の出
力電流波形と(Jは同等となり、良好な起g131)性
をiqることができる。
力電流波形と(Jは同等となり、良好な起g131)性
をiqることができる。
第3の実施例に対し、コンデンサ14の放電り路内にイ
ンピーダンスを挿入することにより、この発明の効果を
より簡単に得ることができる。それは、このインピーダ
ンスにより放電電流のピーク値が抑えられるためであり
、第12図で説明した導通、非導通とする転流回数を減
らしても、同等の効果を1qることができるからである
。
ンピーダンスを挿入することにより、この発明の効果を
より簡単に得ることができる。それは、このインピーダ
ンスにより放電電流のピーク値が抑えられるためであり
、第12図で説明した導通、非導通とする転流回数を減
らしても、同等の効果を1qることができるからである
。
放電電流を抑える手段としては、別の手段としで、たと
えばコンデンサ14に蓄えられたエネルギーを回生変操
1僅訂を用いて交流電源11に回生づる手段、あるいは
、電圧形インバータて一般的に類格器と呼ばれている直
流電源の正、負端子間を一時的に短絡する半導体スイッ
チを用いて電荷を放電させてしまう手段も考えられる。
えばコンデンサ14に蓄えられたエネルギーを回生変操
1僅訂を用いて交流電源11に回生づる手段、あるいは
、電圧形インバータて一般的に類格器と呼ばれている直
流電源の正、負端子間を一時的に短絡する半導体スイッ
チを用いて電荷を放電させてしまう手段も考えられる。
これらの手段を用いたり、あるいは並用することにより
、第3の実施例と同等の効果が1qられることも明らか
である。
、第3の実施例と同等の効果が1qられることも明らか
である。
[発明の効果]
以上の説明から、電圧形インバータの回路偶成のままに
て電流制御形変換装置と同等の出力型:Q波形が11ら
れることにより、次に述へる特(放を持った重力変換装
置を提供することができる。
て電流制御形変換装置と同等の出力型:Q波形が11ら
れることにより、次に述へる特(放を持った重力変換装
置を提供することができる。
(1)起動的にほぼ120°の矩形波電流を負荷;ル導
電動(幾に流すことかで・きるので、重力変換装置の容
色に対応した起動1〜ルクが得られる重力変換装置であ
る。
電動(幾に流すことかで・きるので、重力変換装置の容
色に対応した起動1〜ルクが得られる重力変換装置であ
る。
(2) 出力電流は直流電源から直接制御されてい−L
、過大となることがないので負荷状態に影響されない安
定で高性能な電力変換装置である。
、過大となることがないので負荷状態に影響されない安
定で高性能な電力変換装置である。
(3)上の項目と同じ理由から、電流に不必要な余裕を
とる必要がないので、その客員を最少どづることができ
る経済的な電力変換装置である。
とる必要がないので、その客員を最少どづることができ
る経済的な電力変換装置である。
(4) 電圧形インバータどしての特性(よ通常運転時
にそこなわれることがないので、理想的な電源として動
作し1ワる電力変(り装置である。
にそこなわれることがないので、理想的な電源として動
作し1ワる電力変(り装置である。
(51P W NII制御に比へて転流回数をかなり少
なくすることができるので、高効率な電力変換装置であ
る。
なくすることができるので、高効率な電力変換装置であ
る。
第1図は従来装EI U)) ill成図、第2図は電
圧形インバータの主回路構成図、第3図;まこの光切の
第1の実施例を示ず偶成図、第4図、第5図、第6図は
第3図の動作説明図、第7図はこの光切の第2の実施例
を示す構成図、第8図、第9図、第10図は第7[mの
動作説明図、第11図;まこの発明の第3の実施例を示
す偶成図、第12図は第11図の動作説明図である。 11・・・交流電源、12・・・整流回路、13・・・
リアりトル、14・・・コンデンサ、15・・・インバ
ータ回路、1G・・・;λ心電動機、32.44,46
.47・・・ゲートパルス発生回路、41・・・低周波
数検出回路、42・・・電流基準回路、43.45・・
・スイッチ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 1 !”、=AΩ 第3図 3 第 4 図 (1) 第 5 図 第6図 第6図 第7図 3 第 と(− 第 OU′4 第1O図 75′l 第目図
圧形インバータの主回路構成図、第3図;まこの光切の
第1の実施例を示ず偶成図、第4図、第5図、第6図は
第3図の動作説明図、第7図はこの光切の第2の実施例
を示す構成図、第8図、第9図、第10図は第7[mの
動作説明図、第11図;まこの発明の第3の実施例を示
す偶成図、第12図は第11図の動作説明図である。 11・・・交流電源、12・・・整流回路、13・・・
リアりトル、14・・・コンデンサ、15・・・インバ
ータ回路、1G・・・;λ心電動機、32.44,46
.47・・・ゲートパルス発生回路、41・・・低周波
数検出回路、42・・・電流基準回路、43.45・・
・スイッチ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 1 !”、=AΩ 第3図 3 第 4 図 (1) 第 5 図 第6図 第6図 第7図 3 第 と(− 第 OU′4 第1O図 75′l 第目図
Claims (3)
- (1) 直流貫流を制御できる直流電源と、前記直流電
源に接続され、少なくともりアクドルとコンデンサを含
むフィルタ回路と、前記フィルタ回路に接続され、整流
素子と逆並列接続された可制御整流素子を主スイツチン
グ素子とする出力N相のインバータ回路とから成る電力
変換装置において、前記電力変換装置の出力交流位相で
(3GO/2N)°毎に前記直流電源から供給する直流
電流を零電流まで絞る電流制限手段と、前記電流制限手
段に対応して前記可制御整流素子の導通位相角を略(3
(30,/N)°とするように導通あるいは非導通とす
るグーl−パルスを発生する第1のゲートパルス光生手
段を具備したことを特徴とする電力変換装置。 - (2) 直流電流を制御できる直流電源と、前記直流電
源に接続され、少なくともりアクドルとコンデンサを含
むフィルタ回路と、前記フィルタ回路に接続され、整流
素子ど逆並列接続された可制御整流素子を主スイツチン
グ素子とする出力N位相のインバータ回路とから成る電
力変換装置において、前記電力変換装置の出力交流位相
で(360/2N>”毎に前記直流電源から供給する直
流電流を零電流まで絞る電流制限手段と、前記電流制限
手段に対応して、前記可制御整流素子の内、それまで導
通していた可制御整流素子を一度非導通とするゲートパ
ルスを発生させた後、該可制御整流素子の合計の導通位
相角が略(360/N>’どなるようなゲートパルスを
光生ずる第2のグー1〜パルス発生手段を具裔したこと
を特徴とする電力変換装置。 - (3) 直流電流を制御できる直流電源と、前記直流電
源に接続され、少なくともりアクドルとコンデンサを含
むフィルタ回路と、前記フィルタ回路に接続され整流素
子と逆並列接続された可制御−一流素子を主スイツチン
グ素子とする出力N相のインバータ回路とから成る電力
変換装置において、前記ミノj変換装置の出ノJ交流位
相で(360、、/2N)0毎に前記直流電源から供給
する直流電流を零電流まで絞る電流制限手段と、前記電
流制限手段に対応して、前記可制御整流素子の内、てれ
まで導通していた可制御整流素子を一度非導通とするゲ
ートパルスを発生させた後、該可制御整流素子の合計の
導通位相角が略(360/N)’ となるようなゲート
パルスを発生する第2のゲートパルス発生手段と、前記
インバータ回21iに流入する電流を検出する電流検出
手段と、前記第2のゲートパルス発生手段により導通と
するゲートパルスが発生された後、前記電流検出手段の
出力信号が所定値以上とならないように導通、非導通の
ゲートパルスを前記第2のグー1〜パルス光生手段に優
先して光生ずる第3のゲートパルス発生手段を具備した
ことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59040107A JPH0793826B2 (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 電力変換装置 |
CA000475354A CA1224245A (en) | 1984-03-02 | 1985-02-27 | Power converter for ac load |
EP85102253A EP0153751B1 (en) | 1984-03-02 | 1985-02-28 | Power converter for ac load |
KR1019850001302A KR890004216B1 (ko) | 1984-03-02 | 1985-02-28 | 전력변환장치 |
DE8585102253T DE3577376D1 (de) | 1984-03-02 | 1985-02-28 | Leistungsumformer fuer eine wechselstromlast. |
US07/271,404 US4901001A (en) | 1984-03-02 | 1988-11-14 | Power converter for AC load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59040107A JPH0793826B2 (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 電力変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60187266A true JPS60187266A (ja) | 1985-09-24 |
JPH0793826B2 JPH0793826B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12571631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59040107A Expired - Lifetime JPH0793826B2 (ja) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0793826B2 (ja) |
-
1984
- 1984-03-02 JP JP59040107A patent/JPH0793826B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0793826B2 (ja) | 1995-10-09 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |