JP2000270558A - インバータ・コンバータの直流電圧設定装置 - Google Patents
インバータ・コンバータの直流電圧設定装置Info
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- JP2000270558A JP2000270558A JP11067708A JP6770899A JP2000270558A JP 2000270558 A JP2000270558 A JP 2000270558A JP 11067708 A JP11067708 A JP 11067708A JP 6770899 A JP6770899 A JP 6770899A JP 2000270558 A JP2000270558 A JP 2000270558A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ベクトル制御などでは、演算時間を早めるた
め、変調方式を出来るだけシンプルにして、負荷の電動
機の定格電圧を下げることで対応、そうでなければ、常
時直流電圧を高めに設定していたので、このようなこと
のないようにすることにある。 【解決手段】 負荷が必要とする時だけ直流電圧を高め
に設定する。すなわち、インバータの出力電圧を高くす
る必要がある時に、これに応じて直流電圧も上げるよう
構成したものである。
め、変調方式を出来るだけシンプルにして、負荷の電動
機の定格電圧を下げることで対応、そうでなければ、常
時直流電圧を高めに設定していたので、このようなこと
のないようにすることにある。 【解決手段】 負荷が必要とする時だけ直流電圧を高め
に設定する。すなわち、インバータの出力電圧を高くす
る必要がある時に、これに応じて直流電圧も上げるよう
構成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多相交流を、別の
多相交流に変換するインバータ・コンバータの出力電圧
利用率改善に関するものである。
多相交流に変換するインバータ・コンバータの出力電圧
利用率改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は一般的に使用されている三相電圧
型インバータ・コンバータの主回路構成図である。図４
において、１は三相交流電源、２は交流リアクトル、３
は三相電圧型コンバータブリッジ、４は直流コンデン
サ、５は三相電圧型インバータブリッジ、６は負荷であ
る。７はコンバータ制御回路、８はインバータ制御回路
である。このような構成では、直流コンデンサ４の直流
電圧をＥｄ、三相電圧型インバータブリッジ５の出力電
圧の基本波成分の実効値をＶaとすると、一般的な正弦
波変調方式では、得られるＶａの最大値Ｖａｍａｘは Ｖａｍａｘ＝√（３／８）×Ｖｄ＝０．６１２×Ｖｄ 程度となる。また、変調方式を如何に工夫したとしても Ｖａｍａｘ＝√６／π×Ｖｄ＝０．７８０×Ｖｄ 以上にはならないことは公知である。
型インバータ・コンバータの主回路構成図である。図４
において、１は三相交流電源、２は交流リアクトル、３
は三相電圧型コンバータブリッジ、４は直流コンデン
サ、５は三相電圧型インバータブリッジ、６は負荷であ
る。７はコンバータ制御回路、８はインバータ制御回路
である。このような構成では、直流コンデンサ４の直流
電圧をＥｄ、三相電圧型インバータブリッジ５の出力電
圧の基本波成分の実効値をＶaとすると、一般的な正弦
波変調方式では、得られるＶａの最大値Ｖａｍａｘは Ｖａｍａｘ＝√（３／８）×Ｖｄ＝０．６１２×Ｖｄ 程度となる。また、変調方式を如何に工夫したとしても Ｖａｍａｘ＝√６／π×Ｖｄ＝０．７８０×Ｖｄ 以上にはならないことは公知である。
【０００３】ファン・ポンプなどの流体機器を駆動する
インバータ・コンバータ装置では、出力電圧の制御応答
を早くする必要がないので、波形ひずみを多少犠牲にし
ても変調方式を工夫し、なるべく高い出力電圧を得られ
るように構成していた。また、過渡応答を要求される、
ベクトル制御などでは、演算時間を早めるため、変調方
式を出来るだけシンプルにして、負荷の電動機の定格電
圧を下げることで対応していた。
インバータ・コンバータ装置では、出力電圧の制御応答
を早くする必要がないので、波形ひずみを多少犠牲にし
ても変調方式を工夫し、なるべく高い出力電圧を得られ
るように構成していた。また、過渡応答を要求される、
ベクトル制御などでは、演算時間を早めるため、変調方
式を出来るだけシンプルにして、負荷の電動機の定格電
圧を下げることで対応していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かよう
な構成では次のような課題があった。負荷の電動機の定
格電圧を下げると、当然ながらその分定格電流が増える
ことになる。インバータのユニットサイズは、その出力
電流の大きさで決まってしまうので、１ランク上のイン
バータユニットを適用しなければならなくなり、外形寸
法・重量・コスト共に大きくなる。図４に示すコンバー
タ３は、その出力電圧を比較的自由に設定できる。それ
を常時高めに設定することでも解決できるが、例えば４
４０Ｖの定格の電動機に適用しようとすれば、直流電圧
を約７１９Ｖ以上にしなければならず、全体効率の低
下、常時高電圧を印加することによる各部品のストレス
の増加をもたらす。本発明は上述した点に鑑みて創案さ
れたもので、その目的とするところは、これらの課題を
解決するインバータ・コンバータの直流電圧設定装置を
提供することにある。
な構成では次のような課題があった。負荷の電動機の定
格電圧を下げると、当然ながらその分定格電流が増える
ことになる。インバータのユニットサイズは、その出力
電流の大きさで決まってしまうので、１ランク上のイン
バータユニットを適用しなければならなくなり、外形寸
法・重量・コスト共に大きくなる。図４に示すコンバー
タ３は、その出力電圧を比較的自由に設定できる。それ
を常時高めに設定することでも解決できるが、例えば４
４０Ｖの定格の電動機に適用しようとすれば、直流電圧
を約７１９Ｖ以上にしなければならず、全体効率の低
下、常時高電圧を印加することによる各部品のストレス
の増加をもたらす。本発明は上述した点に鑑みて創案さ
れたもので、その目的とするところは、これらの課題を
解決するインバータ・コンバータの直流電圧設定装置を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、 １．請求項１において、 多相交流より直流を得るコンバータと、その直流を別の
多相交流に変換するインバータからなるインバータ・コ
ンバータ装置に係わり、該インバータの多相交流出力電
圧が所定値より高くなったとき、該コンバータの直流出
力電圧を上昇させる手段を備えたことを特徴とするイン
バータ・コンバータの直流電圧設定装置である。
するための手段は、 １．請求項１において、 多相交流より直流を得るコンバータと、その直流を別の
多相交流に変換するインバータからなるインバータ・コ
ンバータ装置に係わり、該インバータの多相交流出力電
圧が所定値より高くなったとき、該コンバータの直流出
力電圧を上昇させる手段を備えたことを特徴とするイン
バータ・コンバータの直流電圧設定装置である。
【０００６】２．請求項２について、 前記コンバータの直流出力電圧を上昇させる手段とし
て、コンバータを制御するコンバータ制御回路に、出力
信号として供給する直流電圧設定装置を設け、該直流電
圧設定装置は関数発生器と上限値設定器と下限値設定器
から構成され、前記関数発生器への速度設定器の入力信
号が、前記下限設定器で設定する値以下ならば下限設定
器で設定した値を、また前記上限設定器で設定する値以
上であれば上限設定器で設定した値を、更に下限設定器
で設定する値以上及び上限設定器で設定する値以下なら
ば速度設定器の入力信号に応じて変化する値を、直流電
圧設定装置の出力信号としてコンバータ制御回路に伝達
する請求項１記載のインバータ・コンバータの直流電圧
設定装置である。
て、コンバータを制御するコンバータ制御回路に、出力
信号として供給する直流電圧設定装置を設け、該直流電
圧設定装置は関数発生器と上限値設定器と下限値設定器
から構成され、前記関数発生器への速度設定器の入力信
号が、前記下限設定器で設定する値以下ならば下限設定
器で設定した値を、また前記上限設定器で設定する値以
上であれば上限設定器で設定した値を、更に下限設定器
で設定する値以上及び上限設定器で設定する値以下なら
ば速度設定器の入力信号に応じて変化する値を、直流電
圧設定装置の出力信号としてコンバータ制御回路に伝達
する請求項１記載のインバータ・コンバータの直流電圧
設定装置である。
【０００７】３．請求項３について、 前記交流電動機の速度設定器の代わりに回転数センサと
し、該交流電動機の回転数指令、または実際の回転数に
応じて前記コンバータの直流出力電圧の設定を定める手
段を備えた請求項１又は２記載のインバータ・コンバー
タの直流電圧設定装置である。すなわち、本発明におい
ては、必要な時だけ直流電圧を高めに設定することで対
応できる。つまり、インバータの出力電圧を高くする必
要がある時に、これに応じて直流電圧も上げると良い。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。
し、該交流電動機の回転数指令、または実際の回転数に
応じて前記コンバータの直流出力電圧の設定を定める手
段を備えた請求項１又は２記載のインバータ・コンバー
タの直流電圧設定装置である。すなわち、本発明におい
ては、必要な時だけ直流電圧を高めに設定することで対
応できる。つまり、インバータの出力電圧を高くする必
要がある時に、これに応じて直流電圧も上げると良い。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の請求項１及び２記
載の一実施例を示す要部構成図、図２は図１の入出力の
一実施例を示す特性図、図３は請求項３記載の要部構成
図である。以下、図４を参照しながら本発明のインバー
タ・コンバータの直流電圧設定装置について説明する。
まず初めに、図４について、この主回路例の動作につい
て簡単に説明すると、三相電圧型コンバータブリッジ３
は、三相交流電源１のエネルギーを、交流リアクトル２
に一時的に蓄えて、直流コンデンサ４にそれを移すこと
で、交流を直流に変換する。三相電圧型インバータブリ
ッジ５は、直流コンデンサ４の直流を、任意の周波数・
電圧の交流に変換して負荷６に供給する。このようなシ
ステムでは、一般的に負荷６は交流電動機である。コン
バータ制御回路７は、直流コンデンサ４の直流電圧を所
定の値に制御する。インバータ制御回路８は、負荷６に
供給される交流電力、一般的な交流電動機の場合では、
その回転数や発生トルクを所望の値に制御する。
載の一実施例を示す要部構成図、図２は図１の入出力の
一実施例を示す特性図、図３は請求項３記載の要部構成
図である。以下、図４を参照しながら本発明のインバー
タ・コンバータの直流電圧設定装置について説明する。
まず初めに、図４について、この主回路例の動作につい
て簡単に説明すると、三相電圧型コンバータブリッジ３
は、三相交流電源１のエネルギーを、交流リアクトル２
に一時的に蓄えて、直流コンデンサ４にそれを移すこと
で、交流を直流に変換する。三相電圧型インバータブリ
ッジ５は、直流コンデンサ４の直流を、任意の周波数・
電圧の交流に変換して負荷６に供給する。このようなシ
ステムでは、一般的に負荷６は交流電動機である。コン
バータ制御回路７は、直流コンデンサ４の直流電圧を所
定の値に制御する。インバータ制御回路８は、負荷６に
供給される交流電力、一般的な交流電動機の場合では、
その回転数や発生トルクを所望の値に制御する。
【０００９】次に、本発明の図１において、１０はイン
バータ・コンバータの直流電圧設定装置、１１は図４に
示すインバータ制御回路８へ与えられるべき負荷６、一
般的には交流電動機の速度設定器、１２は関数発生器、
１３は上限値設定器、１４は下限値設定器である。イン
バータ・コンバータの直流電圧設定装置１０の出力信号
１０１が、図４に示す三相電圧型コンバータブリッジ３
のコンバータ制御回路７へ供給されて、直流コンデンサ
４の直流電圧指令値となる。
バータ・コンバータの直流電圧設定装置、１１は図４に
示すインバータ制御回路８へ与えられるべき負荷６、一
般的には交流電動機の速度設定器、１２は関数発生器、
１３は上限値設定器、１４は下限値設定器である。イン
バータ・コンバータの直流電圧設定装置１０の出力信号
１０１が、図４に示す三相電圧型コンバータブリッジ３
のコンバータ制御回路７へ供給されて、直流コンデンサ
４の直流電圧指令値となる。
【００１０】図２は、図１に示す本発明の実施例の関数
発生器１２の入出力特性図であり、速度設定値１１から
出力した入力信号１００が、図１の下限値設定器１４で
設定する値以下ならば、下限値設定器１４で設定した値
が出力される。また、入力が、図１の上限値設定器１３
で設定する値以上ならば、上限値設定器１３で設定した
値が出力される。更に、図１の下限値設定器１４で設定
する値以上で、かつ、上限値設定器１３で設定した値以
下であれば、その出力信号１０１は、入力信号１００に
応じて変化する。
発生器１２の入出力特性図であり、速度設定値１１から
出力した入力信号１００が、図１の下限値設定器１４で
設定する値以下ならば、下限値設定器１４で設定した値
が出力される。また、入力が、図１の上限値設定器１３
で設定する値以上ならば、上限値設定器１３で設定した
値が出力される。更に、図１の下限値設定器１４で設定
する値以上で、かつ、上限値設定器１３で設定した値以
下であれば、その出力信号１０１は、入力信号１００に
応じて変化する。
【００１１】すなわち、図４に示す負荷６が、一般的な
交流電動機であれば、その回転数が所定値より低けれ
ば、直流コンデンサ４の直流電圧を低く設定し、逆にそ
の回転数が所定値より高ければ、直流コンデンサ４の直
流電圧を高く設定する。それらの中間であれば、その回
転数に応じて変化する。
交流電動機であれば、その回転数が所定値より低けれ
ば、直流コンデンサ４の直流電圧を低く設定し、逆にそ
の回転数が所定値より高ければ、直流コンデンサ４の直
流電圧を高く設定する。それらの中間であれば、その回
転数に応じて変化する。
【００１２】図３においては、図１に示す本発明の実施
例の、交流電動機の速度設定器１１に替えて、交流電動
機の回転数センサ１５を用いるものである。すなわち、
交流電動機の速度設定値にかえて、実際の回転数を用い
るもので、両者はごく短時間の挙動を無視すれば、ほぼ
同一の動作をする。
例の、交流電動機の速度設定器１１に替えて、交流電動
機の回転数センサ１５を用いるものである。すなわち、
交流電動機の速度設定値にかえて、実際の回転数を用い
るもので、両者はごく短時間の挙動を無視すれば、ほぼ
同一の動作をする。
【００１３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、次
の効果が得られる。 （１）負荷が必要とする電圧を印加出来るので、交流電
動機等の定格電圧を下げる必要がない。 （２）交流電動機の定格電圧に、一般的な標準電圧を適
用できる。 （３）交流電動機の定格電圧を下げる必要がないので、
適用インバータの枠番を上げる必要がなくなり、コスト
パフォーマンスの向上を図ることが出来る。 等々、その効果は絶大である。
の効果が得られる。 （１）負荷が必要とする電圧を印加出来るので、交流電
動機等の定格電圧を下げる必要がない。 （２）交流電動機の定格電圧に、一般的な標準電圧を適
用できる。 （３）交流電動機の定格電圧を下げる必要がないので、
適用インバータの枠番を上げる必要がなくなり、コスト
パフォーマンスの向上を図ることが出来る。 等々、その効果は絶大である。
【図１】本発明の請求項１又は２記載の一実施例を示す
要部構成図である。
要部構成図である。
【図２】図１の入出力特性図である。
【図３】本発明の請求項３記載の要部構成図である。
【図４】従来の１例を示す構成図である。
１ 三相交流電源 ２ 交流リアクトル ３ 三相電圧型コンバータブリッジ ４ 直流コンデンサ ５ 三相電圧型インバータブリッジ ６ 負荷 ７ コンバータ制御回路 ８ インバータ制御回路 １０ 直流電圧設定装置 １１ 速度設定器 １２ 関数発生器 １３ 上限値設定器 １４ 下限値設定器
Claims (3)
- 【請求項１】 多相交流より直流を得るコンバータと、
その直流を別の多相交流に変換するインバータからなる
インバータ・コンバータ装置において、該インバータの
多相交流出力電圧が所定値より高くなったとき、該コン
バータの直流出力電圧を上昇させる手段を備えたことを
特徴とするインバータ・コンバータの直流電圧設定装
置。 - 【請求項２】 前記コンバータの直流出力電圧を上昇さ
せる手段として、コンバータを制御するコンバータ制御
回路に、出力信号として供給する直流電圧設定装置を設
け、該直流電圧設定装置は関数発生器と上限値設定器と
下限値設定器から構成され、 前記関数発生器への速度設定器の入力信号が、前記下限
設定器で設定する値以下ならば下限設定器で設定した値
を、また前記上限設定器で設定する値以上であれば上限
設定器で設定した値を、更に下限設定器で設定する値以
上及び上限設定器で設定する値以下ならば速度設定器の
入力信号に応じて変化する値を、直流電圧設定装置の出
力信号としてコンバータ制御回路に伝達する請求項１記
載のインバータ・コンバータの直流電圧設定装置。 - 【請求項３】 前記交流電動機の速度設定器の代わりに
回転数センサとし、該交流電動機の回転数指令、または
実際の回転数に応じて前記コンバータの直流出力電圧の
設定を定める手段を備えた請求項１又は２記載のインバ
ータ・コンバータの直流電圧設定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11067708A JP2000270558A (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | インバータ・コンバータの直流電圧設定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11067708A JP2000270558A (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | インバータ・コンバータの直流電圧設定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000270558A true JP2000270558A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13352740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11067708A Pending JP2000270558A (ja) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | インバータ・コンバータの直流電圧設定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000270558A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002233159A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-16 | Fuji Electric Co Ltd | Ｐｗｍ電力変換器の制御装置 |
| JP2007159368A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | モータ駆動システムの制御装置 |
| CN103812422A (zh) * | 2012-11-07 | 2014-05-21 | 丰田自动车株式会社 | Ac电动机的控制系统 |
-
1999
- 1999-03-15 JP JP11067708A patent/JP2000270558A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002233159A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-16 | Fuji Electric Co Ltd | Ｐｗｍ電力変換器の制御装置 |
| JP2007159368A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | モータ駆動システムの制御装置 |
| US7960930B2 (en) | 2005-12-08 | 2011-06-14 | Toyata Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus and method for motor drive system |
| CN103812422A (zh) * | 2012-11-07 | 2014-05-21 | 丰田自动车株式会社 | Ac电动机的控制系统 |
| JP2014096856A (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-22 | Toyota Motor Corp | 交流電動機の制御システム |
| US9077269B2 (en) | 2012-11-07 | 2015-07-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control system for AC electric motor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051109 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080711 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080715 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081125 |