JPS62141973A - Pwm信号切換方式 - Google Patents
Pwm信号切換方式Info
- Publication number
- JPS62141973A JPS62141973A JP60279089A JP27908985A JPS62141973A JP S62141973 A JPS62141973 A JP S62141973A JP 60279089 A JP60279089 A JP 60279089A JP 27908985 A JP27908985 A JP 27908985A JP S62141973 A JPS62141973 A JP S62141973A
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- JP
- Japan
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- signal
- phase
- asynchronous
- switching
- triangular wave
- Prior art date
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- Pending
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、パルス幅変調(PWM)方式を用いた可変
電圧・可変周波数インバータのPWM信号切換方式に関
する。
電圧・可変周波数インバータのPWM信号切換方式に関
する。
この棟のPWMパルス演算方式としては、インバータ出
力電圧基準信号と変5!信号である三角波の大きさとを
比較することにより、PWMパルスを発生させる方式が
一般的に良く知られている。
力電圧基準信号と変5!信号である三角波の大きさとを
比較することにより、PWMパルスを発生させる方式が
一般的に良く知られている。
第4図はか\るPWM信号発生方式の概要を示す波形図
である。同図(イ)において、正弦波SI/′i。
である。同図(イ)において、正弦波SI/′i。
インバータ出力電圧基準信号を示し、三角波Rは変調信
号を示している。正弦波Sと三角波凡の大きさとを比較
して得られるPWMパルス信号は同図(ロ)の如く、例
えば正弦波が大きい範囲ではオン(ON)信号、また三
角波が大きい範囲ではオフ (OFF )信号で、この
PWMパルス信号がインバータ装置を構成する各スイッ
チング妻子へON 、OFF信号として与えられる。
号を示している。正弦波Sと三角波凡の大きさとを比較
して得られるPWMパルス信号は同図(ロ)の如く、例
えば正弦波が大きい範囲ではオン(ON)信号、また三
角波が大きい範囲ではオフ (OFF )信号で、この
PWMパルス信号がインバータ装置を構成する各スイッ
チング妻子へON 、OFF信号として与えられる。
こ\で、変調信号の周波数(キャリア周波数)をf。、
基準信号の周波数をflとし、この周波数の比(変調比
) n f n −fo/ flとすると、nは基準信
号の一周期中に入る三角波の個数を示すことになる。
基準信号の周波数をflとし、この周波数の比(変調比
) n f n −fo/ flとすると、nは基準信
号の一周期中に入る三角波の個数を示すことになる。
ところで、PWMパルス演算方式では第4図で示すよう
に、三角波と基準信号の位相を一致させてnf一定とす
る同期式と、図示していないが三角波の周波数f。全一
定にし、基準信号の一周期中に入る三角波の個数y2f
□の大きさに依存して変化させ、三角波と基準信号の位
相全特に一致、させない非同期式とがある。このキャリ
ア周波数f。
に、三角波と基準信号の位相を一致させてnf一定とす
る同期式と、図示していないが三角波の周波数f。全一
定にし、基準信号の一周期中に入る三角波の個数y2f
□の大きさに依存して変化させ、三角波と基準信号の位
相全特に一致、させない非同期式とがある。このキャリ
ア周波数f。
はインバータ装置に使用する半導体素子のスイッチング
周波数と関連があり、素子の特性やインバータ装置の損
失などにより一般には上限が設けられている。特に非同
期運転の場合、基準信号f1が増加してもfoが一定で
あるため、nO値は小さくなる。このように非同期方式
では基準信号と三角波の位相が一致していないため、n
の値が小さくなるに従いインバータ出力電圧に低次の高
調波が発生したり、電流リップルが増加するなどの不具
合が生じてくる。そのため、nが充分高くない場合(n
≦10)では、第5図に示すように同期式へ切り換える
必要がある。
周波数と関連があり、素子の特性やインバータ装置の損
失などにより一般には上限が設けられている。特に非同
期運転の場合、基準信号f1が増加してもfoが一定で
あるため、nO値は小さくなる。このように非同期方式
では基準信号と三角波の位相が一致していないため、n
の値が小さくなるに従いインバータ出力電圧に低次の高
調波が発生したり、電流リップルが増加するなどの不具
合が生じてくる。そのため、nが充分高くない場合(n
≦10)では、第5図に示すように同期式へ切り換える
必要がある。
第5図にf。とflとの関係の一例を示す。同図ではf
lが0〜f工、までは非同期運転であり、fl〉fl、
では同期運転としている。すなわち、非同期時にはf。
lが0〜f工、までは非同期運転であり、fl〉fl、
では同期運転としている。すなわち、非同期時にはf。
は、fc ”” fc(max)一定として運転し、同
期運転時にはnを一定とするため、f c =n f
rという関係でキャリア周波数を与える。非同期運転領
域で、インバータ周波数が増加すると変調比nが減少し
て行くので、n≦10になる点’Isでは非同期運転か
ら同期運転へ切り侠える必要がある。
期運転時にはnを一定とするため、f c =n f
rという関係でキャリア周波数を与える。非同期運転領
域で、インバータ周波数が増加すると変調比nが減少し
て行くので、n≦10になる点’Isでは非同期運転か
ら同期運転へ切り侠える必要がある。
同期運転へ移った直後のキャリア周波数f0は、fc
”’ nfIs −fcsとなり、’c(max)より
減少する。
”’ nfIs −fcsとなり、’c(max)より
減少する。
ここで、非同期運転から同期運転へO切換点に着目する
。非同期運転から同期運転へ切り換えた時点では、キャ
リア周波数が大幅に変化する。例えば第5図の1° 点
では、f、が’c(max)から’ass まで減少している。このようにキャリア周波数に偏差が
あり、基準信号および変調信号の位相偏差を考慮せずに
非同期から同期への切り換えを行なうと、三角波の波形
に不連続が生じることがある。
。非同期運転から同期運転へ切り換えた時点では、キャ
リア周波数が大幅に変化する。例えば第5図の1° 点
では、f、が’c(max)から’ass まで減少している。このようにキャリア周波数に偏差が
あり、基準信号および変調信号の位相偏差を考慮せずに
非同期から同期への切り換えを行なうと、三角波の波形
に不連続が生じることがある。
箸6図に非同期から同期運転へ切り換わるとき、三角波
の波形が不連続になった場合の不具合の1例を示す。同
図(ハ)は切換動作を示し、三角波が0点で切り換わる
と波形が不連続となり、0点で切り換わると波形が連続
となることを示している。同じく(ニ)はPWMパルス
信号を示し、波形が不連続で切り換わった場合(0点で
の切り換え)のパルス信号と、波形が連続に切り換わっ
た場合(0点での切り換え)のパルス信号とを比較する
と、■で示す部分だけONパルスの幅が広くなり、OF
Fパルスの幅が狭くなる。この増加分によって出力重圧
に電圧差が生じ、この電圧差が過渡的な電流のはね上り
を生じさせる。
の波形が不連続になった場合の不具合の1例を示す。同
図(ハ)は切換動作を示し、三角波が0点で切り換わる
と波形が不連続となり、0点で切り換わると波形が連続
となることを示している。同じく(ニ)はPWMパルス
信号を示し、波形が不連続で切り換わった場合(0点で
の切り換え)のパルス信号と、波形が連続に切り換わっ
た場合(0点での切り換え)のパルス信号とを比較する
と、■で示す部分だけONパルスの幅が広くなり、OF
Fパルスの幅が狭くなる。この増加分によって出力重圧
に電圧差が生じ、この電圧差が過渡的な電流のはね上り
を生じさせる。
このように、非同期から同期運転への切換時の三角波の
波形不連続によってインバータ出力電圧に電圧変化が生
じ、その’:’;果電流がはね上り過電流を生じるとい
う問題点がある。
波形不連続によってインバータ出力電圧に電圧変化が生
じ、その’:’;果電流がはね上り過電流を生じるとい
う問題点がある。
したがって、この発明は変調信号である三角波の波形を
非同期運転から同期運転への切換時に連続的に変化させ
ることにより、非同期から同期への移行を円滑に行ない
得るPWM信号切換方式を提供することを目的とする。
非同期運転から同期運転への切換時に連続的に変化させ
ることにより、非同期から同期への移行を円滑に行ない
得るPWM信号切換方式を提供することを目的とする。
変調信号の周波数を一定とする非同期運転時における変
調信号の位相を検出する第1の検出手段と、基準信号と
変調信号との位相を同期させる同期運転時における変調
信号の位相を基準信号の位相信号から検出する第2の検
出手段と、雨検出々力を比較して変調信号の非同期運転
時と同期運転時の位相の一致点を検出する江3の検出手
段とを設ける。
調信号の位相を検出する第1の検出手段と、基準信号と
変調信号との位相を同期させる同期運転時における変調
信号の位相を基準信号の位相信号から検出する第2の検
出手段と、雨検出々力を比較して変調信号の非同期運転
時と同期運転時の位相の一致点を検出する江3の検出手
段とを設ける。
変E11信号の周波数を一定に保つ非同期運転から、基
準信号と変調信号の位相を一定とする同期運転へと切り
換える場合において、非同期の三角波の位イ11信号を
検出し、同期;+y転時の三角波の位相信号を基準信号
の位相から検出して両者の位相を比較し、その位相が一
致したタイミングで非同期運転から同期運転へ切り換え
ることにより、三角波の波形が連続的に切り換わるよう
にし、過渡的な出力電流のはね上りを減少させ、非同期
運転から同期運転への移行を円滑に行なう。
準信号と変調信号の位相を一定とする同期運転へと切り
換える場合において、非同期の三角波の位イ11信号を
検出し、同期;+y転時の三角波の位相信号を基準信号
の位相から検出して両者の位相を比較し、その位相が一
致したタイミングで非同期運転から同期運転へ切り換え
ることにより、三角波の波形が連続的に切り換わるよう
にし、過渡的な出力電流のはね上りを減少させ、非同期
運転から同期運転への移行を円滑に行なう。
第1図はこの発明の実施例を示す構成図である。
同図において、1は電圧/周波数(V/F )変換器、
2はカウンタ、3はラッチ回路、4は加算へ5〜9はR
,OM(リードオンリメモリ)である。
2はカウンタ、3はラッチ回路、4は加算へ5〜9はR
,OM(リードオンリメモリ)である。
非同期運転時には、V/F変換器1を介する変調周波数
指令f0がカウンタ2によって位相信号θ。に変換され
る。その出力は加算器4に入力され、こ−で基準信号の
位相θ工と加算されてθとなる。このとき、θ工の値は
ラッチ3が閉じているため、固定した任意の位相を示し
ている。θは変調信号(基準信号の一周期にn個の三角
波)が書き込まれている几OMIと、非同期から同期へ
の切り換え可能な位相タイミングが書き込まれているR
OM2との共通アドレスとして用いられる。
指令f0がカウンタ2によって位相信号θ。に変換され
る。その出力は加算器4に入力され、こ−で基準信号の
位相θ工と加算されてθとなる。このとき、θ工の値は
ラッチ3が閉じているため、固定した任意の位相を示し
ている。θは変調信号(基準信号の一周期にn個の三角
波)が書き込まれている几OMIと、非同期から同期へ
の切り換え可能な位相タイミングが書き込まれているR
OM2との共通アドレスとして用いられる。
θIは基準信号の位相信号であり、基準信号(正弦波1
台形波、矩形波)が書き込まれているROM5と、RO
M2と同じ内容が書き込まれている几0M3(同期運転
時の三角波の位相を示している)との共通アドレスにな
っている。また、ROM4はROM 2の出力TAと几
0fV13の出力TI′Jtアドレスとして、同期運転
への切換指令Ti出力する。
台形波、矩形波)が書き込まれているROM5と、RO
M2と同じ内容が書き込まれている几0M3(同期運転
時の三角波の位相を示している)との共通アドレスにな
っている。また、ROM4はROM 2の出力TAと几
0fV13の出力TI′Jtアドレスとして、同期運転
への切換指令Ti出力する。
第2図に切り換わり可能な位相が4点の場合の例を示す
。
。
すなわち、同図(イ)の如き三角波凡の一周期の波形に
対して、非同期から同期への切り換わり可能な位相をA
、B、C,Dとし、その位相を同図(ロ)の如く3ビツ
トのディジタルJi O2101+Ooで区別するもの
とすると、変調比がnの場合OA、B、C,D点は、基
準信号1周期の中にそれぞれn個存在しており、その各
点の位相AI 。
対して、非同期から同期への切り換わり可能な位相をA
、B、C,Dとし、その位相を同図(ロ)の如く3ビツ
トのディジタルJi O2101+Ooで区別するもの
とすると、変調比がnの場合OA、B、C,D点は、基
準信号1周期の中にそれぞれn個存在しており、その各
点の位相AI 。
BI 、 Cr 、 DIは次の式で表わされる。
こ\に、■は1〜nO整数金示している。なお、ROM
2.ILO〜13には上式の位相に対応したディジタル
1Jtfアドレスとして、所定のDATA(第2図の0
2 、 Ol、 Oo )がi’J 2込ま0ている。
2.ILO〜13には上式の位相に対応したディジタル
1Jtfアドレスとして、所定のDATA(第2図の0
2 、 Ol、 Oo )がi’J 2込ま0ている。
1七〇M4はこの)ROM2 、几OM3の内容にもと
づいて切換指令を出力′するが、その内容W=にすると
、次表の妬くなる。
づいて切換指令を出力′するが、その内容W=にすると
、次表の妬くなる。
同表からも明らかなように、ROM4のアドレスi4R
OM2 とROM3 の出力TA、”■である。そして
、このl(,0M4はROM2とROM 3が両方とも
A、B、C,D点である場合にのみ、切り換え可能な位
相であることを示す切換指令(同期で′1″)全出力す
る。
OM2 とROM3 の出力TA、”■である。そして
、このl(,0M4はROM2とROM 3が両方とも
A、B、C,D点である場合にのみ、切り換え可能な位
相であることを示す切換指令(同期で′1″)全出力す
る。
こ\で、この発明の主題である、非同期から同期運転へ
の切換動作について述べる。
の切換動作について述べる。
第1図において、非同期運転では三角波の位相信号θは
、θ=θC+θIである。つまり、このときはラッチ3
が閉じられていてθI′は一定値であり、θ工〜θIと
なっている。θはROM2のアドレスにもなっているの
で、几OM2の出力は非同期時の三角波の位相A、B、
C,Dに対応する3ビツトのデータ(第2図の02 e
01 e oo )となる。
、θ=θC+θIである。つまり、このときはラッチ3
が閉じられていてθI′は一定値であり、θ工〜θIと
なっている。θはROM2のアドレスにもなっているの
で、几OM2の出力は非同期時の三角波の位相A、B、
C,Dに対応する3ビツトのデータ(第2図の02 e
01 e oo )となる。
第3図(イ)、(ロ)はその関係を示している。
すなわち、同図(イ)は非同期時の三角波を示し、同じ
く(ロ)はROM 2の出力1人を示している。
く(ロ)はROM 2の出力1人を示している。
θIは基準信号の位相信号であり、几OM3のアドレス
にもなっている。
にもなっている。
一方、同期運転では、第1図のカウンタ2は零クリアさ
れ、θc=0である。このとき、ラッチ3は開いている
のでθI=θ■であり、θ−θ■となる。非同期時に基
準信号の位相信号θ工をアドレスとするR OM 3の
出力は、同期運転時の三角波OA、B、C,D点に対す
る第2図の如きデータとなり、第3図では(ロ)に示さ
れている。第3図(ハ)は同期運転時の三角波を示し、
同じ<(ニ)はROM 3の出力TI′fr、示してい
る。切換指令を出力する几OM4のアドレスはTIとT
Aかうなり、この出力Tは非同期の三角波と同期の三角
波の位相(A、B、C,D点)とがそれぞれ一致したと
き、11′信号を出す。したがって、この”1”信号が
出力されたタイミングで非同期から同期へ移行すれば、
三角波の波形が連続することになる。
れ、θc=0である。このとき、ラッチ3は開いている
のでθI=θ■であり、θ−θ■となる。非同期時に基
準信号の位相信号θ工をアドレスとするR OM 3の
出力は、同期運転時の三角波OA、B、C,D点に対す
る第2図の如きデータとなり、第3図では(ロ)に示さ
れている。第3図(ハ)は同期運転時の三角波を示し、
同じ<(ニ)はROM 3の出力TI′fr、示してい
る。切換指令を出力する几OM4のアドレスはTIとT
Aかうなり、この出力Tは非同期の三角波と同期の三角
波の位相(A、B、C,D点)とがそれぞれ一致したと
き、11′信号を出す。したがって、この”1”信号が
出力されたタイミングで非同期から同期へ移行すれば、
三角波の波形が連続することになる。
そO関係を示したのが第3図の(ホ)、(へ)である。
同図(ホ)はf(,0M4の出力Tを示し、これは非同
期の三角波(イ)の0点のデータと同期の三角波(ハ)
の0点のデータとがROM4に入力されて形成されたも
のである。この切換信号Tは三角波の位相が一致したこ
とを示し、このタイミングで切り換われば非同期の三角
波の0点から同期の三角波の0点へと三角波が切り換わ
ったことになる。同図(へ)は0点を境にして前は非同
期、後は同期の三角波を示し、切換時に波形が連続であ
ることを示している。このように、切換時に三角波が連
続であるため電流リップルが低減され、非同期から同期
への移行が円滑に行なわれる。
期の三角波(イ)の0点のデータと同期の三角波(ハ)
の0点のデータとがROM4に入力されて形成されたも
のである。この切換信号Tは三角波の位相が一致したこ
とを示し、このタイミングで切り換われば非同期の三角
波の0点から同期の三角波の0点へと三角波が切り換わ
ったことになる。同図(へ)は0点を境にして前は非同
期、後は同期の三角波を示し、切換時に波形が連続であ
ることを示している。このように、切換時に三角波が連
続であるため電流リップルが低減され、非同期から同期
への移行が円滑に行なわれる。
なお、以上では変調信号全三角波としているが、このか
わりに鋸歯状波を用いることができるのは勿論である。
わりに鋸歯状波を用いることができるのは勿論である。
この発明によれば、変調信号である三角波の大きさと位
相が不連続にならないように、非同期運転の三角波の位
相と同期運転の三角波の位相が一致したタイミングで非
同期から同期運転へと切り換えが行なわれるため、切換
時の電流リップルを生じさせない利点がもたらされる。
相が不連続にならないように、非同期運転の三角波の位
相と同期運転の三角波の位相が一致したタイミングで非
同期から同期運転へと切り換えが行なわれるため、切換
時の電流リップルを生じさせない利点がもたらされる。
また、切り換:t、)りのタイミングが基準信号の特定
の位相だけでなく、三角波が周期間ν(であることにイ
j目し基準信号の位相と三角波を発生させるitoMの
入力アドレスから周期時と非同期時の三角波の位相をそ
れぞれ検出し、それぞれの位相が一致したときに同期運
転へ移行する方法としたため、移行が素早く行われ電圧
制御応答が向上する効果もある。
の位相だけでなく、三角波が周期間ν(であることにイ
j目し基準信号の位相と三角波を発生させるitoMの
入力アドレスから周期時と非同期時の三角波の位相をそ
れぞれ検出し、それぞれの位相が一致したときに同期運
転へ移行する方法としたため、移行が素早く行われ電圧
制御応答が向上する効果もある。
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、@2図は第1
図におけるROM2.几OM3と切換位相との関係を1
悦明するための波形図、第3図はこの発明による非同期
状態から同期状態への切換方式を説明するためのタイミ
ングチャート、窮4図は一般的なPWMパルス発生方式
の概要を説明するための波形図、第5図は基準信号と変
調12号との周波数の関係を示すグラフ、第6図は変調
信号波形が不連続となる場合の例を説1月するためのタ
イミングチャートである。 符号説明 l・・・・・・V/F変候器、2・・・・・・カウンタ
、3・・・・・・ラッチ回路、4・・・・・・加算器、
5〜9・・・・・・ROM 。
図におけるROM2.几OM3と切換位相との関係を1
悦明するための波形図、第3図はこの発明による非同期
状態から同期状態への切換方式を説明するためのタイミ
ングチャート、窮4図は一般的なPWMパルス発生方式
の概要を説明するための波形図、第5図は基準信号と変
調12号との周波数の関係を示すグラフ、第6図は変調
信号波形が不連続となる場合の例を説1月するためのタ
イミングチャートである。 符号説明 l・・・・・・V/F変候器、2・・・・・・カウンタ
、3・・・・・・ラッチ回路、4・・・・・・加算器、
5〜9・・・・・・ROM 。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 インバータ出力電圧指令である基準信号と変調信号とを
比較してインバータ主回路を構成する各スイッチング素
子のオン、オフ信号を演算するパルス幅変調(PWM)
信号演算回路において、変調信号の周波数を一定とする
非同期運転時における該変調信号の位相を検出する第1
の検出手段と、 基準信号と変調信号との位相を同期させる同期運転時に
おける変調信号の位相を基準信号の位相信号から検出す
る第2の検出手段と、 両検出々力を比較して変調信号の非同期運転時と同期運
転時の各位相の一致点を検出する第3の検出手段と、 を設け、該第3検出手段からの出力にもとづいて非同期
運転から同期運転へ切り換えることを特徴とするPWM
信号切換方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60279089A JPS62141973A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | Pwm信号切換方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60279089A JPS62141973A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | Pwm信号切換方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62141973A true JPS62141973A (ja) | 1987-06-25 |
Family
ID=17606263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60279089A Pending JPS62141973A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | Pwm信号切換方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62141973A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005094971A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスdcモータの駆動方法及びその装置 |
CN113872461A (zh) * | 2021-10-26 | 2021-12-31 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 级联电路及其对应的控制方法和集成电路 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5386432A (en) * | 1977-01-10 | 1978-07-29 | Mitsubishi Electric Corp | Pattern generating circuit |
-
1985
- 1985-12-13 JP JP60279089A patent/JPS62141973A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5386432A (en) * | 1977-01-10 | 1978-07-29 | Mitsubishi Electric Corp | Pattern generating circuit |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005094971A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレスdcモータの駆動方法及びその装置 |
CN113872461A (zh) * | 2021-10-26 | 2021-12-31 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 级联电路及其对应的控制方法和集成电路 |
CN113872461B (zh) * | 2021-10-26 | 2023-12-19 | 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 | 级联电路及其对应的控制方法和集成电路 |
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