JPH03176707A - 交流電源装置 - 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〕 本発明は交流電力を発生する方法及びその装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来、インバータの出力電圧をトランスを介して負荷に
供給する場合、第２図に示すように（特公昭５７−９７
３６８号公報参照）トランスの偏磁防止は、トランスの
１次及び２次巻線電流を差動増幅器で両者の差をとって
、トランスの励磁電流を検出し、ダイオードとコンデン
サからなるピーク検出器で励磁電流歪、負のピーク値を
検出し、その差に応じた電流をトランス偏磁補償巻線に
流して偏磁を防止していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、ピーク検出器のコンデンサの放電時
定数の大きさによっては、コンデンサ電圧と励磁電流ピ
ーク値が必ずしも一致せず、したがって、正、負ピーク
値検出器の出力の差をとっても偏磁量にならないことが
ある６例えば、コンデンサの放電時定数がインバータ出
力電圧の周期に比べて充分に大きいときは、以前に検出
した励磁電流ピーク値をコンデンサが保持していること
になる。一方、コンデンサの放電時定数が小さいと、正
、負励磁電流ピーク値が現われる時間的差があるため、
両者の差が必ずしも偏磁量を表わしていない、このよう
な従来技術ではピーク検出器の特性選定が難かしいとい
う問題があった。

また、従来技術ではトランスに偏磁補償巻線を設ける必
要があり、このためにトランスが大形化するという問題
もあった。

本発明の目的は、上記問題を解決しトランスの偏磁を防
止した交流電源装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を遠戚するために、本発明の電源装置は、イン
バータの出力電圧基本波の半サイクル毎に、それ以前に
検出、保持されているトランスの偏磁量をＯ又は成る一
定値にリセットした上で、その半サイクル中に生じた偏
磁量を検出、保持して、それによって次の半サイクル中
に偏磁を解消するようにインバータ出力電圧を制御する
ようにしたものである。

〔作用〕

トランス偏磁量の保持する前にリセットしてから保持す
るため、その半サイクル中に生じた偏磁量を次の半サイ
クル中保持し、それによってインバータを制御する。こ
れによって、前の半サイクル中の偏磁に対応して偏磁が
解消されるようなインバータ出力電圧が得られる。また
、インバータを制御することによって偏磁が解消される
ので、トランスには偏磁補償巻線は必要ない。さらに、
インバータ出力電圧が制御される半サイクルの量検出さ
れた偏磁量は保持されるので、その間均等に出力電圧が
制御されるので出力電圧を歪ませることなく偏磁を解消
することができる特徴もある。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。イン
バータ１の出力交流電圧はトランス２を介して負荷３に
供給される。トランス２の偏磁量は偏磁量検出器４によ
って検出され、その検出偏磁量は偏磁量保持器５により
保持され、それによってインバータ制御器６を介してイ
ンバータ１が制御される。偏磁量保持器５は偏磁量を検
出、保持する直前に、それ以前に保持していた値をＯ又
は成る一定値になるようリセットした上で、その半サイ
クル間に生じた偏磁量を保持する。トランスの偏磁量は
インバータ出力電圧の基本波のＯクロス点で判明するの
で、偏磁量保持器５をリセットするリセットパルス発生
器７は、インバータ出力電圧の基本波のＯクロス点より
少し前にリセットパルスを発生する。

このような構成により、出力電圧の各半サイクル毎に生
じたトランス２の偏磁に対応する検出偏磁量は、次の約
手サイクル間保持され、それによって偏磁が解消される
ようにインバータ出力電圧が制御される。このため、イ
ンバータｌが例えば、パルス幅変調制器によって正弦波
電圧を発生するようなものの場合には、制御する半サイ
クル間、均等に偏磁が解消されるようにインバータｌは
制御されることになるので、出力電圧に含まれる高調波
成分は平常時とほぼ同様になり、特殊な高調波成分が含
まれることがないので、正弦波交流電圧を得るのに最適
な交流電源装置である。

第３図は、本発明に用いられる偏磁量保持器５の例を示
、す。同図（ａ）はダイオードとコンデンサより構成さ
れたもので、その出力端子には入力電圧のピーク値を得
ることができる。コンデンサと並列接続されているスイ
ッチはリセットパルスによって閉じるスイッチである。

又、同図（ｂ）は演算増幅器を用いた積分器であり、出
力端子には入力端子に加わった電圧の時間積分値が得ら
れる。コンデンサと並列接続されたスイッチはリセット
パルスによって閉じ、入力電圧を積分する前にコンデン
サ電圧をＯにするためのスイッチである。

第３図において、コンデンサの両端を短絡するスイッチ
は、インバータ１の出力電圧基本波のＯクロス直前に閉
じて偏磁量保持器５をリセットしなければならないので
、そのリセットパルス発生器７はインバータ１の出力電
圧基本波のレベル検出によってパルスを発生するもので
よい。またパルス幅変調制御によって正弦波交流を発生
するインバータの場合には、パルス幅変調を行なう変調
波のＯクロス点とインバータ出力電圧基本波のＯクロス
点が一致するので、変調波からＯクロス直前にリセット
パルスを発生させることもできる。

第４図は、本発明に用いられる偏磁量検出器の一例を示
す。同図（ａ）はその構成で、トランス２の１次及び２
次巻線電流の差、すなわち励磁電流の差動接続変流器に
よって得、その値が一定レベルを越えたものを偏磁量と
するものである。ここで変流器の差動接続はその１次側
でやっても、２次側で行なってもその作用は同じである
。ただトランス２の１次及び２次巻線比を考慮して変流
器の変流比によって、トランス２の１次及び２次電流を
同一レベルで差が得られるようにしなければならない。

また、検出レベルは変流器２次側に接続された抵抗とダ
イオードの電圧降下によって調整することができる。こ
のような構成において得られる動作波形を同図（ｂ）に
示す。トランス２が偏磁した場合、１次電圧のＯレベル
付近で励磁電流は急激に増加する。変流器２次巻線に接
続された抵抗で電圧に変換された励磁電流をダイオード
の電圧降下と比較して、ダイオード電圧より大きい部分
を偏磁量として出力端子に得ることができる。

第５図は、本発明に用いられる偏磁量検出器４の他の例
を示す。この偏磁量検出器はトランス２と励磁特性が良
く似た模擬トランスをトランス２の工法巻線に並列接続
し、その励磁電流によってトランス２の偏磁量を推測し
ようとするもである。

この励磁電流は変流器によって計測し、第４図と同じく
、変流器の２次側に接続した抵抗と逆並列ダイオードに
よって偏磁量を検出するものである。

同図（ｂ）は両トランスの励磁特性例を示したものであ
る。横軸はトランスの励磁電流ｌｅｇ、巻数ｎ、鉄心磁
路長党としたとき Ｉｅｘ＝　（ｎ／ｎ）ｘｅｘ として、励磁電流を正規化したものである。一方縦軸Φ
はトランス鉄心の磁束をφとしたときΦ＝ｎ・φ である。

トランス２及び模擬トランスの残留磁束をそれぞれΦｆ
ｒｙΦ２．とすると Φ工ｒ＝Φ計 が望ましい。また、それぞれの飽和磁束をΦｔｓ。

Φ２ｓとすると Φ１５≧Φ２ｓ とする。これは模擬トランスの方がトランス２より早く
飽和するようにし、その励磁電流を見ることによってト
ランス２の偏磁を早く検出することができるようにする
ためである。

〔発明の効果〕

以上、トランス２の偏磁量が励磁電流の大きさを検出す
る方法を示したが、その他の方法としてトランス２の上
次電圧の時間積分値、すなわち、Φによっても検出でき
ることは言うまでもない。

本発明は、以上説明したように構成されているので、ト
ランスの偏磁が生ずるとその偏磁量に応じて次の半サイ
クルにそれを解消して安定な交流電圧を発生することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第■図は本発明による偏磁防止方法を備えた交流電源装
置の構成図、第２図は従来の偏磁防止方法を備えた交流
電源装置の構成図、第３図は第１図における偏磁量保持
器の実施例を示す図、第４図は第１図における偏磁量検
出器の一実施例とその説明図、第５図は第１図における
偏差量検出器の他の実施例とその説明図である。 １・・・インバータ、２・・・トランス、３・・・負荷
、４・・・偏磁量検出器、５・・・偏磁量保持器、６・
・・インバー第 １ 図 第３図 （α） ｔｂ＞ 第４図 （α） （り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、インバータの出力交流電圧をトランスを介して負荷
   に供給する場合に、トランスの偏磁量を検出、保持し、
   それによつてトランスの偏磁を解消するようにインバー
   タの出力電圧を制御するものにおいて、インバータ出力
   電圧の基本波の各半サイクル毎に偏磁量を検出、保持す
   る直前に、それ以前に検出、保持されていた偏磁量を０
   又は一定値にリセットすることを特徴とする交流電源装
   置。