JPS6348165A - インバ−タのパルス幅変調制御方法 - Google Patents
インバ−タのパルス幅変調制御方法Info
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- JPS6348165A JPS6348165A JP61191244A JP19124486A JPS6348165A JP S6348165 A JPS6348165 A JP S6348165A JP 61191244 A JP61191244 A JP 61191244A JP 19124486 A JP19124486 A JP 19124486A JP S6348165 A JPS6348165 A JP S6348165A
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- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003079 width control Methods 0.000 description 2
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- 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〕
本発明は、半導体のスイッチングにより直流、交流変換
を行うインバータ装置において、任意の波形を発生する
制御方式としてのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御方法に関
する。
を行うインバータ装置において、任意の波形を発生する
制御方式としてのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御方法に関
する。
例えば第３図に示すような直流電圧源りに４ケの半導体
スイッチＳ１から８４をブリッジ結線した単相インバー
タをＰＷＭ制御する場合、原理的には第４図に示すよう
なものである。
スイッチＳ１から８４をブリッジ結線した単相インバー
タをＰＷＭ制御する場合、原理的には第４図に示すよう
なものである。
不
（ａ）は出力電圧指令値■ とキャリア三角波ネ
Ｗｔを示し、（ｂ）は（ａ）の波形でＶ＞Ｗｔ寧
で１． Ｖ ≦ＷｔでＯとした波形である。（ｂ）の
波形で“ｌ゛の時Ｓ１をオン、Ｓ２をオフさせ、“０”
の時Ｓ１をオフ、Ｓ２をオンさせ、電圧指令値の位相を
反転したもので求まる波形でスイッチ３３．Ｓ４をオン
、オフさせることにより （Ｃ）の出力電圧波形が得ら
れる。（Ｃ）の波形は、電圧指令値に比例したものとな
り指令値周波数とキャリア周波数の比を大きくするほど
波形に含まれる低次高調波は小さくなる。
波形で“ｌ゛の時Ｓ１をオン、Ｓ２をオフさせ、“０”
の時Ｓ１をオフ、Ｓ２をオンさせ、電圧指令値の位相を
反転したもので求まる波形でスイッチ３３．Ｓ４をオン
、オフさせることにより （Ｃ）の出力電圧波形が得ら
れる。（Ｃ）の波形は、電圧指令値に比例したものとな
り指令値周波数とキャリア周波数の比を大きくするほど
波形に含まれる低次高調波は小さくなる。
この第４図からもわかるようにＰＷＭ制御ではキャリア
周波数が高くなればなるほど、また、電圧指令値のピー
ク値とキャリア三角波のピーク値の比として定義される
変調率αが大きくなるほどインバータを構成する素子の
スイッチングの間隔は小さくなる。これに対して半導体
スイッチは一般にスイッチング間隔に制限を持つので発
生できるパルスには最小パルス幅が存在し、これ以下の
間隔でのスイッチングは転流失敗や素子破壊に至る場合
がある。
周波数が高くなればなるほど、また、電圧指令値のピー
ク値とキャリア三角波のピーク値の比として定義される
変調率αが大きくなるほどインバータを構成する素子の
スイッチングの間隔は小さくなる。これに対して半導体
スイッチは一般にスイッチング間隔に制限を持つので発
生できるパルスには最小パルス幅が存在し、これ以下の
間隔でのスイッチングは転流失敗や素子破壊に至る場合
がある。
従って、実際のＰＷＭ制御回路では出力電圧のパルス幅
が装置に許容される最小値以下にならないように制限す
る必要があり、第５図は従来の最小パルス幅制限回路の
一例を示すものである。
が装置に許容される最小値以下にならないように制限す
る必要があり、第５図は従来の最小パルス幅制限回路の
一例を示すものである。
基準正弦波発振器１の出力を乗算器２の一方の入力に接
続し、変調率指令値αを乗算器２のもう１つの入力に接
続する。乗算器２の出力をコンパレータ３の一方の入力
に接続し、キャリア三角波発振器４の出力を一つの入力
に接続する。コンパレータ３の出力はスイッチング波形
となるが、パルス幅についての制限は加えられていない
ものである。コンパレータ３の出力を単安定マルチバイ
ブレーク５を介してＡＮＤゲート６の一方の入力に接続
し、ＡＮＤゲート６のもう一方の入力にはコンパレーク
３の出力をそのまま接続する。ＡＮＤゲート６の出力の
１つはＯＲゲート８へ及び単安定マルチバイブレーク７
を介してＯＲゲート８のもう一方の入力に接続する。
続し、変調率指令値αを乗算器２のもう１つの入力に接
続する。乗算器２の出力をコンパレータ３の一方の入力
に接続し、キャリア三角波発振器４の出力を一つの入力
に接続する。コンパレータ３の出力はスイッチング波形
となるが、パルス幅についての制限は加えられていない
ものである。コンパレータ３の出力を単安定マルチバイ
ブレーク５を介してＡＮＤゲート６の一方の入力に接続
し、ＡＮＤゲート６のもう一方の入力にはコンパレーク
３の出力をそのまま接続する。ＡＮＤゲート６の出力の
１つはＯＲゲート８へ及び単安定マルチバイブレーク７
を介してＯＲゲート８のもう一方の入力に接続する。
単安定マルチバイブレーク５は入力の立ち下りで最小パ
ルス幅制限値に設定した下向きのパルスを発生し、単安
定マルチバイブレーク７は入力の立ち上りで上向きのパ
ルス制限値を発生するように設定する。
ルス幅制限値に設定した下向きのパルスを発生し、単安
定マルチバイブレーク７は入力の立ち上りで上向きのパ
ルス制限値を発生するように設定する。
この第５図回路の動作を第６図の波形図に示すと、図中
（ａ）はコンパレータ３の出力信号、（ｂ）は単安定マ
ルチバイブレーク５の出力、（Ｃ）はＡＮＤゲート６の
出力信号であり、ＡＮＤゲート６の出力は入力波形の下
向きパルスの中の最小パルス幅以下のものを設定した制
限値に広げたものとなる。同様に単安定マルチバイブレ
ーク７の出力（ｄ）と波形（Ｃ）のＯＲ条件によって上
向きのパルス幅を設定値以上に制限し波形（ｅ）が最終
的に得られる。
（ａ）はコンパレータ３の出力信号、（ｂ）は単安定マ
ルチバイブレーク５の出力、（Ｃ）はＡＮＤゲート６の
出力信号であり、ＡＮＤゲート６の出力は入力波形の下
向きパルスの中の最小パルス幅以下のものを設定した制
限値に広げたものとなる。同様に単安定マルチバイブレ
ーク７の出力（ｄ）と波形（Ｃ）のＯＲ条件によって上
向きのパルス幅を設定値以上に制限し波形（ｅ）が最終
的に得られる。
ところがこのような方式によって最小パルス幅を確保す
ると、パルスの開始点が制限以前と同じままパルスを広
げるので制限以前の波形が持っていた対称性が失われて
しまい出力電圧に予期しなかった高調波が発生するとい
う欠点を生じ、その対策として回路が複雑になるという
欠点もあった。
ると、パルスの開始点が制限以前と同じままパルスを広
げるので制限以前の波形が持っていた対称性が失われて
しまい出力電圧に予期しなかった高調波が発生するとい
う欠点を生じ、その対策として回路が複雑になるという
欠点もあった。
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、変換装置
に要求されるスイッチング最小パルス幅以下のパルス信
号を制限し、かつ、波形の対称性を保持することができ
るインバータのパルス幅変調制御方法を提供することに
ある。
に要求されるスイッチング最小パルス幅以下のパルス信
号を制限し、かつ、波形の対称性を保持することができ
るインバータのパルス幅変調制御方法を提供することに
ある。
本発明は前記目的を達成するため、被変調波と変調キャ
リア波を比較し、これにより出力パルス波形を発生する
パルス幅変調制御方法において、被変調波の最大制限値
をキャリア周波数に依存して変化させ、これにより出力
の最小パルス幅を一定値以上にするようにしたことを要
旨とするものである。
リア波を比較し、これにより出力パルス波形を発生する
パルス幅変調制御方法において、被変調波の最大制限値
をキャリア周波数に依存して変化させ、これにより出力
の最小パルス幅を一定値以上にするようにしたことを要
旨とするものである。
本発明によれば、被変調波をキャリア周波数に比例した
制限値を発生することにより制限し、キャリア波と比較
する波形自体の最大値を低減してコンパレータの出力で
あるスイッチング波形を最小パルス幅以下にならないよ
うにする。
制限値を発生することにより制限し、キャリア波と比較
する波形自体の最大値を低減してコンパレータの出力で
あるスイッチング波形を最小パルス幅以下にならないよ
うにする。
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明のインバータのパルス幅変調制御方法の
１実施例を示すブロック回路図で、正弦波発振器１００
の出力を乗算器１０１の一方の入力に接続し、１０１の
もう１つの入力には変調率指令値αゝを入力する。キャ
リア周波数指令値ｆｃに比例した三角波キャリアを発生
する変調キャリア発生器１０２の出力をコンパレータ１
０３の一方の入力に接続する。キャリア周波数設定値ｆ
ｃは増幅器１０４を介して制限回路１０５に接続し、制
限回路１０５のもう１つの入力に乗算器１０１の出力を
接続する。制限回路１０５の出力をコンパレータ１０３
のもう１つの入力に接続する。
１実施例を示すブロック回路図で、正弦波発振器１００
の出力を乗算器１０１の一方の入力に接続し、１０１の
もう１つの入力には変調率指令値αゝを入力する。キャ
リア周波数指令値ｆｃに比例した三角波キャリアを発生
する変調キャリア発生器１０２の出力をコンパレータ１
０３の一方の入力に接続する。キャリア周波数設定値ｆ
ｃは増幅器１０４を介して制限回路１０５に接続し、制
限回路１０５のもう１つの入力に乗算器１０１の出力を
接続する。制限回路１０５の出力をコンパレータ１０３
のもう１つの入力に接続する。
第２図は前記第１図回路の動作波形を示すもので、（ａ
）は乗算器１０１の出力、（ｂ）は制限回路１０５の出
力を示す。
）は乗算器１０１の出力、（ｂ）は制限回路１０５の出
力を示す。
キャリア三角波と電圧指令値の比較によって発生するパ
ルス幅は次の関係を持っている。
ルス幅は次の関係を持っている。
α：変調率
Ｔｐ：パルス幅
最小パルス幅を’ｌ” ｐ ｍｉｎとするとＴ ｐ ｍ
ｉｎとなる変調率αｍａｘは次式となる。
ｉｎとなる変調率αｍａｘは次式となる。
αｍａｘ＝１−２ｆｃ Ｔｐｍｉｎ （２）従って
、キャリア三角波のαｍａｘ以下の部分と電圧指令値を
比較する限りにおいて、出力パルスが設定最小値以下に
ならないことになる。増幅器１０２にキャリア周波数に
依存する（２）式のゲインを与えることにより、電圧指
令値は波形（ｂ）に示すようにその最大値が制限される
。これにより、コンパレータ１０３による比較時には、
（ｃ）に示すように電圧指令値自体に最小パルス幅以下
となるものが除去されることになり、かつ、出力波形の
対称性は保存される。
、キャリア三角波のαｍａｘ以下の部分と電圧指令値を
比較する限りにおいて、出力パルスが設定最小値以下に
ならないことになる。増幅器１０２にキャリア周波数に
依存する（２）式のゲインを与えることにより、電圧指
令値は波形（ｂ）に示すようにその最大値が制限される
。これにより、コンパレータ１０３による比較時には、
（ｃ）に示すように電圧指令値自体に最小パルス幅以下
となるものが除去されることになり、かつ、出力波形の
対称性は保存される。
以上述べたように本発明のインバータのパルス幅変調制
御方法は、被変調波と変調キャリア波を比較し、これに
より出力パルス波形を発生するパルス幅変調制御方法に
おいて、キャリア周波数から最小のパルス幅を発生する
被変調波の最大値を演算し、この値を用いてコンパレー
タの入力電圧波形を制限したことにより、出力パルス波
形は設定最小パルス幅以上になり、かつ対称パルス波形
が得られるものである。
御方法は、被変調波と変調キャリア波を比較し、これに
より出力パルス波形を発生するパルス幅変調制御方法に
おいて、キャリア周波数から最小のパルス幅を発生する
被変調波の最大値を演算し、この値を用いてコンパレー
タの入力電圧波形を制限したことにより、出力パルス波
形は設定最小パルス幅以上になり、かつ対称パルス波形
が得られるものである。
第１図は本発明のインバータのパルス幅変調制御方法の
１実施例を示すブロック回路図、第２図は第１図回路の
動作波形図、第３図は一般の単相インバータの構成図、
第４図は従来のパルス幅変澗の動作波形図、第５図は従
来の最小パルス幅制御回路のブロック図、第６図は第５
図回路の動作波形図である。 ■・・・正弦波発振器 ２・・・乗算器３・・・コンパ
レータ ４・・・キャリア発生器５・・・単安定マルチ
バイブレータ ６・・・ＡＮＤゲート ７・・・単安定マルチバイブレーク ８・・・ＯＲゲート１００・・・正弦波発振器１０１・
・・乗算器 １０２・・・キャリア発生器１０３・
・・コンパレータ １０４・・・増幅器 １０５・・・制限回路Ｌ・・
・直流電圧源 ８１〜Ｓ４・・・半導体スイッチ出願
人 富士電機株式会社 Ｏ！、ｑ ８ ℃ ■ 〉 ψ ≧ ３８〇−
１実施例を示すブロック回路図、第２図は第１図回路の
動作波形図、第３図は一般の単相インバータの構成図、
第４図は従来のパルス幅変澗の動作波形図、第５図は従
来の最小パルス幅制御回路のブロック図、第６図は第５
図回路の動作波形図である。 ■・・・正弦波発振器 ２・・・乗算器３・・・コンパ
レータ ４・・・キャリア発生器５・・・単安定マルチ
バイブレータ ６・・・ＡＮＤゲート ７・・・単安定マルチバイブレーク ８・・・ＯＲゲート１００・・・正弦波発振器１０１・
・・乗算器 １０２・・・キャリア発生器１０３・
・・コンパレータ １０４・・・増幅器 １０５・・・制限回路Ｌ・・
・直流電圧源 ８１〜Ｓ４・・・半導体スイッチ出願
人 富士電機株式会社 Ｏ！、ｑ ８ ℃ ■ 〉 ψ ≧ ３８〇−
Claims (1)
- 被変調波と変調キャリア波を比較し、これにより出力パ
ルス波形を発生するパルス幅変調制御方法において、被
変調波の最大制限値をキャリア周波数に依存して変化さ
せ、これにより出力の最小パルス幅を一定値以上にする
ようにしたことを特徴とするインバータのパルス幅変調
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61191244A JPS6348165A (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | インバ−タのパルス幅変調制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61191244A JPS6348165A (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | インバ−タのパルス幅変調制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6348165A true JPS6348165A (ja) | 1988-02-29 |
Family
ID=16271297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61191244A Pending JPS6348165A (ja) | 1986-08-15 | 1986-08-15 | インバ−タのパルス幅変調制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6348165A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02136073A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インバータ装置の制御方法およびその制御を用いた空気調和機 |
| JP2005278279A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Fuji Xerox Co Ltd | モータ制御装置及び画像形成装置 |
| JPWO2005088822A1 (ja) * | 2004-03-17 | 2007-08-09 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置とそのｐｗｍインバータの変調波指令作成方法 |
| JP2011139623A (ja) * | 2009-12-30 | 2011-07-14 | Ls Industrial Systems Co Ltd | 高圧インバータの過電圧保護装置及び方法 |
-
1986
- 1986-08-15 JP JP61191244A patent/JPS6348165A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02136073A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インバータ装置の制御方法およびその制御を用いた空気調和機 |
| JPWO2005088822A1 (ja) * | 2004-03-17 | 2007-08-09 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置とそのｐｗｍインバータの変調波指令作成方法 |
| JP2005278279A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Fuji Xerox Co Ltd | モータ制御装置及び画像形成装置 |
| JP4600804B2 (ja) * | 2004-03-24 | 2010-12-22 | 富士ゼロックス株式会社 | モータ制御装置及び画像形成装置 |
| JP2011139623A (ja) * | 2009-12-30 | 2011-07-14 | Ls Industrial Systems Co Ltd | 高圧インバータの過電圧保護装置及び方法 |
| EP2341610A3 (en) * | 2009-12-30 | 2017-08-23 | LS Industrial Systems Co., Ltd | Apparatus and method for protecting overvoltage of high voltage inverter |
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