JPS62244281A - 電流形インバ−タの制御装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自己消弧素子を用いる電流形インバータに係り
、特に、高周波スイッチングする電流形インバータに好
適な制御装置に関する。

〔従来の技術〕

自己消弧素子を用いスイッチング制御を行なう電流形イ
ンバータは、特開昭５９−２０４４７０号公報に記載の
ように、自己消弧素子のスイッチング制御により発生す
る熱については考慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は自己消弧素子の発熱、特に、スイッチン
グ損失に基づく発熱については言及されておらず、消弧
素子の熱的破壊の問題があった。

本発明の目的は、スイッチング損失が増加し、これによ
り自己消弧素子が熱的破壊することなく、安定な動作を
する電流形インバータの制御装置を提供することにある
。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 上記目的は、主回路を流れる電流量を検出する手段と、
その検出結果に基づいて自己消弧素子の一定期間内のス
イッチングパルス数を増減する手段を用いることにより
達成される。

〔作用〕

電流量検出は、主回路に組入れた電流量感知器を使用し
、電流量に比例した検出値を出すように動作する。スイ
ッチングパルス数の増減に関しては、前述した電流量の
検出値と所定値とを比較して得られた量に対応して、ス
イッチングパルス列を作る基になる搬送波の周波数を増
減するように動作させる。それによって前述のパルス列
の一定期間内の個数が増減し、スイッチング回数に比例
する発熱分を増減し、自己消弧素子の発熱を制御できる
ので、素子の熱的破壊を防止することかで′きる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。自己
消弧素子Ｇ７〜Ｇｘｘにより成る順変換器と、直流リア
クトル３と、自己消弧素子０１〜ＧＢよりなる逆変換器
とで主回路を構成する。自己消弧素子Ｇ７〜ａＺＺの制
御部は、電源１に同期した信号を発生する同期回路６と
、電流指令Ｉ拳に合った電流を得るように制御する電流
制御回路８゜変調波ｅｍｌと分配信号＄ｔｌを発生する
変調波発生回路９、搬送波発生のための基準信号ＣＫＩ
を出す発振器１２、搬送波ｅｃｌを作る搬送波発生回路
１３、スイッチングパルス発生回路１０、及び自己消弧
素子を駆動するゲート駆動回路１１．更に、電流制御回
路８のため電流帰還Ｉｎ　を作る電流検出回路１４より
構成される。

一方、自己消弧素子Ｇｚ”Ｇｅは、周波数指令ｆ・に対
応した変調波０．２と分配信号ｓｔ２を発生する変調波
発生回路１９、ＧＫ２を作る発振器１６、搬送波ｅｃＺ
を作る搬送波発生回路１７、自己消弧素子を駆動するゲ
ート駆動回路２０．及び。

スイッチングパルス発生回路１８で構成する。また、こ
れらの回路に指令Ｉ拳、ｆ−を与えるものとして速度指
令回路７を備えている０本発明を実施するため、以上の
回路に電流検出回路１５と、設定条件を比較処理し電流
ニーに見合った搬送波周波数指令ｆｃ―を与える補正回
路２１を追加構成する。

電流検出回路１５では、Ｉａに対応した信号を出力する
。検出量は第２図に示すように四ビットのデジタル量に
変換される。この信号をＤｏ　。

ＤＡ　＊　Ｄｚ及びＣとすると、これらの値に応じて補
正回路２１で、スイッチング周波数、すなわち、スイッ
チングパルス列を制御するようｆ　（＊を出力する。本
例の場合、スイッチング周波数ｆｓｗの最大値をｆｘ、
最小値をｆ２とし、この間をへ等分にして制御しており
、Ｉｄが例えば工２であった場合、ｆｓｌがｆ８に制御
するよう搬送波周波数指令ｆｃユを出す、このように補
正回路２１で、ニーに対応してｆｃ拳を出している。

飄 １　以上のように、補正回路２１から出力される搬送波
周波数指令ｆｃ＊を受けて、発振器１６は基準信号ＣＫ
２を発生する。ＣＫ２により搬送波ｅｃｚは第４図に示
すように変化しており、搬送波発生回路１７では、ＣＫ
２を計数して、その結果に対応したデータを読み出す動
作により搬送波６Ｃ２を発生する。従って、基準信号Ｃ
Ｋ２が高くなると、搬送波ｅｃ２の周波数が高くなる。

逆に、ＣＫ２が低くなると、ｅｃＱの周波数も低くなる
。

一方、スイッチングパルス列の発生原理として、第３図
で示したように、搬送波ｅｃｚと１８０度位相のずれた
ｅＣ！”と、変調波ｅｍＺとに基づいて、パルス列Ｐｏ
が作られる。そのため、ｅｃｚの周波数とＰａのパルス
の個数は対応していて、ｅｃＱの周波数が高くなるとＰ
ａのパルス数が増加し、自己消弧素子のスイッチング周
波数ｆｓｗが高くなる。

逆に、ｅｃＺの周波数が低くなると−ｆｅｍが低くなる
。従って、直流電流Ｉ−が増加すると、ＣＫ２の周波数
を低くするよう補正回路２１でｆｃ−を発生すると、第
２図に示すように、ニーが増加する）とｆ・・が低くな
る関係が得られる・自己消弧素子Ｇ　ｈ　”　Ｇ　ｏの
スイッチングパルス列Ｐｌ”Ｐｅは、第５図の形となり
、逆変換器の出力電流Ｉｕ　、Ｉｖ　、Ｉｗが流れ、負
荷である誘導電動機５が駆動される。

自己消弧素子０７〜Ｇ１ｚのスイッチングパルス列につ
いても上記とほぼ同様に作成される。この場合、搬送波
周波数指令ｆｃ・に対応して発生した搬送波ｅｅｌと、
電流制御回路８からの信号により。

電源に対しある角度移相した搬送波ｅｍｌとにより、０
７〜Ｇｌｘのスイッチングパルス列が作られる。

このように直流電流Ｉｄが増加すると、本電流形インバ
ータを構成する自己消弧素子のスイッチング周波数が減
少する。ここで自己消弧素子のスイッチング時の動作を
第６図に示す。オン動作期間ｔ＆とオフ動作期間ｔｃに
スイッチング動作に伴う損失が発生する。また１期間ｔ
ｂでは、導通による飽和電圧Ｖ　ｓ　ａ　ｔに基づく損
失が発生するが、パルス列の数の増減に対し、平均損失
でほとんど影響を受けない。しかし、期間ｔａ、ｔｃで
の損失は、スイッチングの始めと終りの過渡的な状況で
起こるので、スイッチング時の損失は、パルス列の個数
に比例することになる。このことから、ｆ　ｏ４を下げ
るとスイッチングパルス列の一定期間の個数、即ち、ス
イッチング周波数が低くなり損失が減る。このため、素
子の温度上昇が抑えられる。

すなわち、直流電流Ｉａの増加による損失を、スイッチ
ング周波数を下げることにより相殺すれば、素子の温度
は、流れる電流の量に係わらず、はぼ一定に保たれる。

本実施例によれば従来の制御装置に、電流検出回路と搬
送波周波数を制御する回路を設けることにより、簡単に
自己消弧素子の発熱を制御できる。

尚、本実施例では、搬送波周波数を階段状に変化させる
方法をとったが、電流量に比例して連続的に変化させて
動作させる方法でも可能である。

また、主回路の電流を検出するかわりに、電流指令を利
用して動作させることもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電流の増加に伴い、増える損失のうち
、スイッチングパルスの一定期間内の数に比例する部分
を制御できるので、環境の変化等による自己消弧素子の
熱的破壊を防止でき、電流形インバータの安定な動作が
保たれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の制御装置の系統図、第２図
は第１図の電流検出器の信号と直流電流ニーの相関図、
第３図は第１図の自己消弧素子をスイッチング制御する
ためのスイッチングパルス発生原理図、第４図は搬送波
ｅｃ２のクロックＧＫ２に対する発生タイミング図、第
５図は第１図の自己消弧素子０１〜Ｇｏのスイッチング
タイミング図、第６図は第１図の自己消弧素子の損失特
性図である。 ・　　Ｇ１−Ｇ１２・・・自己消弧素子、Ｐ１〜Ｐｇ・
・・スイッチングパルス列、１４．１５・・・電流検出
回路、２１・・・補正回路、１２．１６・・・発振器、
１３゜１７・・・搬送波発生回路、９，１９・・・変調
波発生回路、１０．１８・・・スイッチングパルス発生
回路。 ｆｃ拳・・・搬送波周波数指令。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流電力から直流電力を得る順変換器と、前記直流
   電動力から前記交流電力を得る逆変換器とより成り、前
   記順変換器もしくは前記逆変換器が主回路を自己消弧素
   子で構成する電流形インバータにおいて、 前記主回路を流れる電流量を検出する手段を設け、前記
   電流の大きさに応じて前記自己消弧素子をスイッチング
   制御するためのパルス列の一定期間の個数を増減するこ
   とを特徴とする電流形インバータの制御装置。