JPS60255065A - Ｐｗｍインバ−タ - Google Patents
Ｐｗｍインバ−タInfo
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- JPS60255065A JPS60255065A JP59111772A JP11177284A JPS60255065A JP S60255065 A JPS60255065 A JP S60255065A JP 59111772 A JP59111772 A JP 59111772A JP 11177284 A JP11177284 A JP 11177284A JP S60255065 A JPS60255065 A JP S60255065A
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- signal
- inverter
- output voltage
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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】
〔発明の技術分野〕
この発明は可変電圧可変周波数電源として用いられるＰ
、ＷＭインババーに関する。
、ＷＭインババーに関する。
この種のＰＷＭインバータ装置としては、従来、「三菱
電機技報」７月号、ｖｏ１５７．１９８３年版、第１０
頁に記載されているものがあり、その主回路構成を第１
図に、制御装置を第２図に示す。第１図において、Ｔｕ
、Ｔｖ、ＴＶ、ＴＩＪ、ｆτ及び１層はトランジスタで
あって、ブリッジ接続されて３相交流インバータの主回
路を構成している。Ｄはダイオード、Ｒ，Ｓ、Ｔばイン
バータの各相出力端子である。
電機技報」７月号、ｖｏ１５７．１９８３年版、第１０
頁に記載されているものがあり、その主回路構成を第１
図に、制御装置を第２図に示す。第１図において、Ｔｕ
、Ｔｖ、ＴＶ、ＴＩＪ、ｆτ及び１層はトランジスタで
あって、ブリッジ接続されて３相交流インバータの主回
路を構成している。Ｄはダイオード、Ｒ，Ｓ、Ｔばイン
バータの各相出力端子である。
第２図において、１は積分器、２はＵ相信号波発生器、
２ａば第３調波信号発生器、２ｂは正弦波信号（基本波
信号）発生器、２Ｃは加算器、３は■相信何発生器、４
はＷ相信号発生器、５は１般送波信号発生器、６〜８は
比較器、９〜１１はインバータである。
２ａば第３調波信号発生器、２ｂは正弦波信号（基本波
信号）発生器、２Ｃは加算器、３は■相信何発生器、４
はＷ相信号発生器、５は１般送波信号発生器、６〜８は
比較器、９〜１１はインバータである。
この構成において、積分器１はインバータ周波数指令（
信号）ｆｒを受けて位相（信月）θに変換する。正弦波
信号発生器２ｂはインバータ電圧指令Ｖｒと位相θを受
けて正弦波信号Ｖｕを発生する。第３調波信号発生器２
ａは位相θを受けて第４図に示す如き定振幅の第３調波
信号Ｖ３ｕを作成する。この第３開波信号Ｖ３ｕと正弦
波信号Ｖｕとは加算器２Ｃで合成されてＵ相被変調波信
号Ｖｕｒとなり、Ｕ相信号発生器２から比較器６に出力
される。比較器６てはＵ相被変Ｋｌ！ｉｔ波信号■ｕｒ
と搬送波信号発生器５が出力する搬送波信号（三角波信
号）Ｖｃを比較して、第３図に示す如く、Ｕ相オン・オ
フ信号Ｕ、 Ｕ （インバータ９による反転信号）を作
成する。同様にして、信号発生器３はＵ相被変調波信号
Ｖｕｒに対して１２０度位相の異なる■相被変調波信号
Ｖｖｒを、信号発生器４はＵ相被変調波信号Ｖｕｒに対
して２４０度位相の異なるＷ相液変調波信号Ｖｗｒを作
成する。Ｖ相液変調波信号Ｖｖｒは比較器７により搬送
波信号Ｖｃと比較され、該比較器７は比較器６と同様に
比較動作を行い、■相オン・オフ信号Ｖを送出し、その
インバータ１０による反転信号がＶ相オン・オフ信号Ｖ
となる。Ｗ相液変調波信号Ｗｖｒも比較器８により搬送
波信号Ｖｃと比較され、該比較器８は比較器６と同様に
比較動作を行い、Ｗ相オン・オフ信号Ｗを送出し、その
インバータ１１による反転信号がＷ相オン・オフ信号Ｗ
となる。
信号）ｆｒを受けて位相（信月）θに変換する。正弦波
信号発生器２ｂはインバータ電圧指令Ｖｒと位相θを受
けて正弦波信号Ｖｕを発生する。第３調波信号発生器２
ａは位相θを受けて第４図に示す如き定振幅の第３調波
信号Ｖ３ｕを作成する。この第３開波信号Ｖ３ｕと正弦
波信号Ｖｕとは加算器２Ｃで合成されてＵ相被変調波信
号Ｖｕｒとなり、Ｕ相信号発生器２から比較器６に出力
される。比較器６てはＵ相被変Ｋｌ！ｉｔ波信号■ｕｒ
と搬送波信号発生器５が出力する搬送波信号（三角波信
号）Ｖｃを比較して、第３図に示す如く、Ｕ相オン・オ
フ信号Ｕ、 Ｕ （インバータ９による反転信号）を作
成する。同様にして、信号発生器３はＵ相被変調波信号
Ｖｕｒに対して１２０度位相の異なる■相被変調波信号
Ｖｖｒを、信号発生器４はＵ相被変調波信号Ｖｕｒに対
して２４０度位相の異なるＷ相液変調波信号Ｖｗｒを作
成する。Ｖ相液変調波信号Ｖｖｒは比較器７により搬送
波信号Ｖｃと比較され、該比較器７は比較器６と同様に
比較動作を行い、■相オン・オフ信号Ｖを送出し、その
インバータ１０による反転信号がＶ相オン・オフ信号Ｖ
となる。Ｗ相液変調波信号Ｗｖｒも比較器８により搬送
波信号Ｖｃと比較され、該比較器８は比較器６と同様に
比較動作を行い、Ｗ相オン・オフ信号Ｗを送出し、その
インバータ１１による反転信号がＷ相オン・オフ信号Ｗ
となる。
正弦波信号Ｖ ＩＪ、Ｖｖ、Ｖｗに第３調波信号Ｖ３１
１、Ｖ３ｖ、Ｖ３ｗを重畳させる技術については電気学
会半導体電力変換研究会５ＰＣ−８４−，１０〜１８の
ＰＩ３に記載されているように、インバータ線間出力電
圧基本波実効値より高い出力電圧をｆｌるためである。
１、Ｖ３ｖ、Ｖ３ｗを重畳させる技術については電気学
会半導体電力変換研究会５ＰＣ−８４−，１０〜１８の
ＰＩ３に記載されているように、インバータ線間出力電
圧基本波実効値より高い出力電圧をｆｌるためである。
これをＵ相について説明すると、インバータの線間出力
電圧基本波実効値ＶＲ−５はインバータの入力直流電圧
Ｖｄｃの万フ（Ｊ／７）倍であり、 Ｖｐ； ５＝Ｏ１６１２４■ｄｃｘＰＭＦ・・・・・（
１）但し、 ＰＭＦ （Ｐｕｌ Ｓ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｆａｒ。
電圧基本波実効値ＶＲ−５はインバータの入力直流電圧
Ｖｄｃの万フ（Ｊ／７）倍であり、 Ｖｐ； ５＝Ｏ１６１２４■ｄｃｘＰＭＦ・・・・・（
１）但し、 ＰＭＦ （Ｐｕｌ Ｓ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｆａｒ。
ｔｏｒ）−（ｌＶｕｒ最大値１／ＩＶｃ最人値１）ｆｌ
、０・ ・ ・ ・（２） 上記両式からｖｐ、−ｓの最大値は０．６ ］−２４ｘ
Ｖｄｃとなる。これ以上の出力電圧を得るために第３開
波重畳被変調波を用いる。３の倍数調波を相電圧に重畳
しても線間電圧にはその成分は現れないため、高調波信
号を増加させることなく線間出力電圧を０．６１２４・
Ｖｄｃより大きくすることができる。
、０・ ・ ・ ・（２） 上記両式からｖｐ、−ｓの最大値は０．６ ］−２４ｘ
Ｖｄｃとなる。これ以上の出力電圧を得るために第３開
波重畳被変調波を用いる。３の倍数調波を相電圧に重畳
しても線間電圧にはその成分は現れないため、高調波信
号を増加させることなく線間出力電圧を０．６１２４・
Ｖｄｃより大きくすることができる。
このように、従来の第３＃ＷＡｅ１．重畳１）ＷＭイン
ババーでは、低出力電圧値の場合にも一定振幅の第３調
波信号成分が重畳されるため、該低出力電圧時には、イ
ンバータ出力相電圧の不平衡、狛、 ４’ａｊの不平衡
、インバータ主回路自体の直流短絡防止期間等の影響を
受け、インバータ出力に第３調波成分の影響が大きく現
れると云う問題があった。
ババーでは、低出力電圧値の場合にも一定振幅の第３調
波信号成分が重畳されるため、該低出力電圧時には、イ
ンバータ出力相電圧の不平衡、狛、 ４’ａｊの不平衡
、インバータ主回路自体の直流短絡防止期間等の影響を
受け、インバータ出力に第３調波成分の影響が大きく現
れると云う問題があった。
この発明は、上記した従来の問題点Ｊこ鑑みてなされた
もので、低出力電圧時には実質上第３ｔｌｌｉｌ波信号
の重畳を行わず、ある出力電圧値以上で第３調波信号の
振幅を変化さゼつつ必要最小限だけ基本波信号に重畳す
る構成とすることにより、波形変化による出力電圧への
悪影響を低減することができるＰＷＭインバータを提案
するものである。
もので、低出力電圧時には実質上第３ｔｌｌｉｌ波信号
の重畳を行わず、ある出力電圧値以上で第３調波信号の
振幅を変化さゼつつ必要最小限だけ基本波信号に重畳す
る構成とすることにより、波形変化による出力電圧への
悪影響を低減することができるＰＷＭインバータを提案
するものである。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第５図において、１２は第３開波振幅変調用関数発生器
であ一つ”乙インバータ出力電圧指令Ｖ、ｒが入力され
、該入力の増減に対応して増減する関数ｂ（後述する式
（７）で規定される）を発生し、第３開波信号最大波高
値Ｖ ３ ｍ ａ ｘを決定する。信号発生器２は第１
図の第３開波信号発生器２ａに代えて、第３調波振幅変
調器２２ａを有しており、該第３調波振幅変調器２２ａ
は第３開波信号最大波高値Ｖ３ｍａｘを人力として第３
開波信号最大波高値Ｖ３ｍａｘを最大波高値とする第３
調波信号を発生する。信号発生器３及び４についても同
様である。
であ一つ”乙インバータ出力電圧指令Ｖ、ｒが入力され
、該入力の増減に対応して増減する関数ｂ（後述する式
（７）で規定される）を発生し、第３開波信号最大波高
値Ｖ ３ ｍ ａ ｘを決定する。信号発生器２は第１
図の第３開波信号発生器２ａに代えて、第３調波振幅変
調器２２ａを有しており、該第３調波振幅変調器２２ａ
は第３開波信号最大波高値Ｖ３ｍａｘを人力として第３
開波信号最大波高値Ｖ３ｍａｘを最大波高値とする第３
調波信号を発生する。信号発生器３及び４についても同
様である。
今、正弦波信号最大振幅値Ｖ ｕ ｍ ａ ｘ −ａ
、、第３調波信何最大振幅値Ｖ３ｕｍａｘ＝ｂ、正弦波
信号Ｖｕと第３開波信号Ｖｕｒの合成波信号の最大振幅
値Ｖ ｕ ｒ ｍ ａ ｘ ＝ ｃ 、 １ｌｊｌ送波
イ１−’＋ ”４最大振幅値Ｖ ｃ ｍ ａ ｘ ＝
ｄとして、変調条件、ｃ＜ｄ・・・・・・・・・・・・
・・（３）を満足するａ、１）をめる。合成錦号Ｖｕｒ
が、Ｖｕｒ＝ａｓ １ｎ（７−１ｂｃｏｓ３θ・・・・
・（４）で表されるとすると、ｄ Ｖ ＩＩ ｒ ／
ｄθ＝・０からθｍａｘをもとめ、該θｍａｘを（４）
式に代入して、を得る。搬送波信月最大振幅ｄ＝１とし
た場合、（３）式を満足するａ、ｂは、 （ａ４−３ｂ）：Ｃ２７ｂ・・・・・・・・−・（６１
となる。
、、第３調波信何最大振幅値Ｖ３ｕｍａｘ＝ｂ、正弦波
信号Ｖｕと第３開波信号Ｖｕｒの合成波信号の最大振幅
値Ｖ ｕ ｒ ｍ ａ ｘ ＝ ｃ 、 １ｌｊｌ送波
イ１−’＋ ”４最大振幅値Ｖ ｃ ｍ ａ ｘ ＝
ｄとして、変調条件、ｃ＜ｄ・・・・・・・・・・・・
・・（３）を満足するａ、１）をめる。合成錦号Ｖｕｒ
が、Ｖｕｒ＝ａｓ １ｎ（７−１ｂｃｏｓ３θ・・・・
・（４）で表されるとすると、ｄ Ｖ ＩＩ ｒ ／
ｄθ＝・０からθｍａｘをもとめ、該θｍａｘを（４）
式に代入して、を得る。搬送波信月最大振幅ｄ＝１とし
た場合、（３）式を満足するａ、ｂは、 （ａ４−３ｂ）：Ｃ２７ｂ・・・・・・・・−・（６１
となる。
第６図は上記（６）式を満足するａ−ｂの領域を図示し
たもので、曲線ｂ＝４ （ａ）を含む左側の領域となり
、ａの最大値は約１． ’ｌ ５５でその時のｂは約０
．２゛ζある。この第５図から明らかなように、ある正
弦波信号最大振幅値ａの時に重畳すべき第３調波信号の
最小値は曲線ｂ−４１のｂ ＜ ０．２以下の値である
。
たもので、曲線ｂ＝４ （ａ）を含む左側の領域となり
、ａの最大値は約１． ’ｌ ５５でその時のｂは約０
．２゛ζある。この第５図から明らかなように、ある正
弦波信号最大振幅値ａの時に重畳すべき第３調波信号の
最小値は曲線ｂ−４１のｂ ＜ ０．２以下の値である
。
正弦波信号ＶｕＬこ第３調波信号Ｖｕｒを重畳しない場
合のＰＷＭ時の最高出力ばａ ＝ １． Ｏの時である
ので、被変調波信号Ｖｕｒを、 （１，） ａ ＜ １．０では正弦波信号、（２） ａ
’ ＞ ｌ、 ＱでＧＪ正弦波信号と第３調波信号の合
成信号 とすると、ａ ＜ １．Ｑでは、ｂ＝ｏであるが、ａ−
１，０において、急にｂ＝０．０８５の第３開波信号が
重畳されることになり、インバータ出力電圧・電流に過
渡変動をもたらすので好ましくない。
合のＰＷＭ時の最高出力ばａ ＝ １． Ｏの時である
ので、被変調波信号Ｖｕｒを、 （１，） ａ ＜ １．０では正弦波信号、（２） ａ
’ ＞ ｌ、 ＱでＧＪ正弦波信号と第３調波信号の合
成信号 とすると、ａ ＜ １．Ｑでは、ｂ＝ｏであるが、ａ−
１，０において、急にｂ＝０．０８５の第３開波信号が
重畳されることになり、インバータ出力電圧・電流に過
渡変動をもたらすので好ましくない。
」−記実施例では、このような過渡変動を防止し、出力
電圧の増大に伴って第３調波成分の重畳率を増加させる
為に、 ａ２１．’ｏでは、（ａ＋３ｂＩ’＜２７ｂ、ａ≦１．
０では、ｂ ＝ ｋ １−ａ ＋ ｋ ２ ・・（７１
但し、ｋｌ、ｋ２は定数 ａが小なる領域では、ｂ＝ｏもしくは−０と規定し、ａ
＝ １．０において、両式の値が一致するように、定
数ｋｌ、ｋ２を定め、関数発生器１２には上記（７）式
を満足する関数Ｆ （ａ）を発生せしめる。
電圧の増大に伴って第３調波成分の重畳率を増加させる
為に、 ａ２１．’ｏでは、（ａ＋３ｂＩ’＜２７ｂ、ａ≦１．
０では、ｂ ＝ ｋ １−ａ ＋ ｋ ２ ・・（７１
但し、ｋｌ、ｋ２は定数 ａが小なる領域では、ｂ＝ｏもしくは−０と規定し、ａ
＝ １．０において、両式の値が一致するように、定
数ｋｌ、ｋ２を定め、関数発生器１２には上記（７）式
を満足する関数Ｆ （ａ）を発生せしめる。
従って、この実施例では、インバータの低出力電圧時に
は被変調波信号は第３調波成分を含まず、インバータ出
力電圧の増大に伴って第３調波成分の重畳率が滑らかに
増大することになる。
は被変調波信号は第３調波成分を含まず、インバータ出
力電圧の増大に伴って第３調波成分の重畳率が滑らかに
増大することになる。
なお、上記実施例では各部をアナログ的構成としてその
動作を説明したが、マイクロプロセラ号等を用いてデジ
タル的構成としても良いことば明らかであり、また、信
号発生器２〜４は各相に設けする必要はなく、１相分だ
けとしてその出力をＲＯＭパターン化等の処理により、
位相が１２０度づつことなる被変調波信号を作成するよ
うにしても良い。
動作を説明したが、マイクロプロセラ号等を用いてデジ
タル的構成としても良いことば明らかであり、また、信
号発生器２〜４は各相に設けする必要はなく、１相分だ
けとしてその出力をＲＯＭパターン化等の処理により、
位相が１２０度づつことなる被変調波信号を作成するよ
うにしても良い。
この発明は以上説明した通り、低出力電圧時には第３ｍ
波信号の重畳を殆ど行わず、ある出力電圧値以上で第３
８１波信号の振幅を変化させつつ必要最小限だけ基本波
信号に重畳して被変調波信号を作成する構成としたこと
により、被変調波信号の波形を滑らかに変化させること
ができるので、インバータ低出力電圧時や波形変化によ
る出力電圧への悪影響を低減することができる。
波信号の重畳を殆ど行わず、ある出力電圧値以上で第３
８１波信号の振幅を変化させつつ必要最小限だけ基本波
信号に重畳して被変調波信号を作成する構成としたこと
により、被変調波信号の波形を滑らかに変化させること
ができるので、インバータ低出力電圧時や波形変化によ
る出力電圧への悪影響を低減することができる。
第１図は第３ｍ波重畳形インバータの基本的主回路を示
す図、第２図は上記インバータのオン・オフ信号を作成
する制御装置の回路図、第３図は上記オン・オフ信号作
成過程を説明する為の波形図、第４図は上記インバータ
の被変調波信号を説明する為の波形図、第５図はこの発
明の一実施例を示す回路図、第６図は上記実施例におけ
る第３調波振幅変調用関数曲線を説明する為の線図であ
る。 図において、１−積分器、２〜４−信号発生器、２ａ−
第３調波信号発生器、２ｂ−正弦波信号発生器、５−搬
送波信号発生器、６〜８−比較器、１２−第３ｍ波振幅
変調用関数発生器、２２ａ−第３調波振幅変調器。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄
す図、第２図は上記インバータのオン・オフ信号を作成
する制御装置の回路図、第３図は上記オン・オフ信号作
成過程を説明する為の波形図、第４図は上記インバータ
の被変調波信号を説明する為の波形図、第５図はこの発
明の一実施例を示す回路図、第６図は上記実施例におけ
る第３調波振幅変調用関数曲線を説明する為の線図であ
る。 図において、１−積分器、２〜４−信号発生器、２ａ−
第３調波信号発生器、２ｂ−正弦波信号発生器、５−搬
送波信号発生器、６〜８−比較器、１２−第３ｍ波振幅
変調用関数発生器、２２ａ−第３調波振幅変調器。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１層基本波信号に第３調波信号を重畳して被変調波信
号を作成するＰＷＭインバータにおいて、上記第３開波
信号の最大振幅を可変とし、インバータ出力電圧指令に
対応して増減する上記基本波信号の最大振幅の増減に応
じて上記第３調波信号の重畳率を増減することを特徴と
するＰＷＭインバータ。 （２）被変調波信号の最大振幅をａ、第３開波信号の最
大振幅をす、搬送波信号の最大振幅をｄとした場合、ａ
＞ｄの範囲では、（ａ＋３ｂ） −２７ｂを満足する最
大振幅す、ａ＜、、ｄの範囲では上記最大振幅ａに直線
比例する最大振幅すを持つ第３開波信号を重畳し、イン
バータ出力低電圧時の比較的小なる上記ａの領域では上
記すを実質的に０とすることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のＰＷＭインバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111772A JPS60255065A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | Ｐｗｍインバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111772A JPS60255065A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | Ｐｗｍインバ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255065A true JPS60255065A (ja) | 1985-12-16 |
Family
ID=14569775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59111772A Pending JPS60255065A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | Ｐｗｍインバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60255065A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995034942A1 (en) * | 1994-06-10 | 1995-12-21 | Westinghouse Electric Corporation | Flat-topping unit |
| DE4434342B4 (de) * | 1994-09-26 | 2009-01-02 | Siemens Ag | Steuerverfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Durchlaßspitzenwertverlusten in Leistungshalbleiter-Schaltern |
| EP3637608A4 (en) * | 2017-05-18 | 2020-12-16 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | CURRENT CONVERSION DEVICE |
-
1984
- 1984-05-29 JP JP59111772A patent/JPS60255065A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995034942A1 (en) * | 1994-06-10 | 1995-12-21 | Westinghouse Electric Corporation | Flat-topping unit |
| DE4434342B4 (de) * | 1994-09-26 | 2009-01-02 | Siemens Ag | Steuerverfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Durchlaßspitzenwertverlusten in Leistungshalbleiter-Schaltern |
| EP3637608A4 (en) * | 2017-05-18 | 2020-12-16 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | CURRENT CONVERSION DEVICE |
| CN110622408B (zh) * | 2017-05-18 | 2021-07-27 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 电力转换装置 |
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