JPH04134192U - インバータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は交流出力電圧の直流成分は別の手段で
検出するとともにこの直流成分を用いて増幅回路のオフ
セット電圧を補正することで通常の絶縁変圧器を使用可
能にしたインバータの制御装置を提供することにある。 【構成】本考案は、インバータの交流出力電圧をフィル
タを介して絶縁変圧器により検出し、この検出信号と基
準電圧波形信号とを偏差増幅回路に入力し、この偏差増
幅回路の出力と搬送波発生回路からの搬送波信号をコン
パレータにより比較し、このコンパレータの出力信号に
よりインバータのスイッチング素子をオン・オフ制御す
るパルス幅変調方式のインバータ制御装置において、前
記偏差増幅回路の出力をローパスフィルタ回路にて検出
した直流成分を積分回路にて積分し、この積分回路の出
力を前記偏差増幅回路の入力点に前記偏差増幅回路のオ
フセット電圧を除去する方向に接続することにより交流
出力電圧の直流成分を除去しているので、通常の変圧器
を出力電圧検出手段として使用することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 ［考案の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】

本考案はＣＶＣＦ用インバータの制御装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】

一般にＵＰＳで代表されるＣＶＣＦインバータ装置は、従来から広く用いられ ており、例えば図２に示す如く構成されている。 図２において、１は直流電源でバッテリーあるいは整流電源、２は直流電圧を 一定周波数の交流に変換するインバータ、３はリアクトル４とコンデンサ５で構 成され，インバータ２に含まれる高次の高調波成分を除去するためのフィルタ回 路、６は定電圧，定周波数の正弦波交流電圧を出力するインバータ装置の出力端 子、７は出力電圧の設定器、８は基準正弦波発生回路、９は乗算器で、この乗算 器９の出力電圧はインバータの出力電圧の基準電圧波形信号である。１０はイン バータの出力電圧を検出する絶縁検出器、１１は前記基準電圧波形信号とインバ ータの出力電圧を比較増幅する誤差増幅回路で、比例積分回路で構成されている 。１２は搬送波発生回路、１３は誤差増幅回路１１の出力と搬送波発生回路１２ の出力を比較し，ＰＷＭ変調信号を出力する比較回路である。この比較回路１３ の出力信号はインバータ２へドライブ信号として出力される。

【０００４】 次に、上記構成の従来のインバータ装置の動作について説明する。 インバータ２には直流電源１により直流電圧が供給されている。基準正弦波発 生回路８と出力電圧設定器７の出力は乗算器９にて乗算され、乗算器９の出力は インバータ装置の基準電圧波形信号として出力される。この基準電圧波形信号と インバータ２の出力に含まれる高調波成分を除去するために設けているフィルタ 回路３の出力、すなわちインバータ装置の出力電圧を絶縁検出器１０により検出 した出力電圧信号が、誤差増幅回路１１により比較増幅される。基準電圧波形信 号と出力電圧信号を比較増幅した誤差増幅回路１１の出力は搬送波発生回路１２ からの搬送波とコンパレータ１３により比較され、ＰＷＭ変調信号としてドライ ブ回路（図示していない）を介してインバータ２のドライブ信号として供給され る。従って、インバータ２はドライブ信号に従い、インバータ２を構成する主回 路スイッチング素子をオン・オフ制御する。このように、従来のインバータ装置 は電圧フィードバック制御されているので、その出力電圧波形は常に基準電圧波 形と比較制御されており、無負荷時，負荷時に関係なく基準電圧波形に対応した 正弦波形を出力することができる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

このような電圧フィードバック制御においては、基準電圧波形との偏差を極力 小さくするために誤差増幅回路として前述した比例積分回路を使用するのが一般 的である。しかし、比例積分回路では構成する増幅器のオフセット電圧により、 その比例積分回路の出力に直流成分が重畳されるので、結果的に交流出力電圧に も直流成分が重畳される。従って、通常の変圧器を使用していたのでは交流出力 電圧に含まれる直流成分が検出できないため、電圧フィードバック制御で直流成 分を補正することはできず、交流出力波形に含まれる直流成分はますます増大す るので、通常の変圧器を出力電圧検出には使用できない。

【０００６】 そこで、従来技術においては、この直流成分を含めた交流出力電圧波形を検出 するために直流から検出できる絶縁検出器を使用するか、あるいは絶縁しないで 直接検出するようにしている。しかし絶縁検出器自体にもオフセット電圧が存在 し、このオフセット電圧も交流出力電圧波形に直流成分を発生させることになる 。また、一般に高耐圧の絶縁検出器は極めて高価である。一方、交流出力電圧を 絶縁しないで直接検出することは、出力電圧が１００Ｖ，２００Ｖにもなると極 めて危険である。

【０００７】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、交流出力電圧の直流 成分は別の手段で検出するとともにこの検出された直流成分を用いて増幅回路の オフセット電圧を補正することで通常の絶縁変圧器を使用可能にしたインバータ の制御装置を提供することにある。 ［考案の構成］

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、インバータの交流出力電圧をフィルタ 回路を介して絶縁変圧器により検出し、この検出信号と基準電圧波形信号とを偏 差増幅回路に入力し、この偏差増幅回路の出力と搬送波発生回路からの搬送波信 号をコンパレータにより比較し、このコンパレータの出力信号により前記インバ ータのスイッチング素子をオン・オフ制御するパルス幅変調方式のインバータ制 御装置において、前記偏差増幅回路の出力からその交流成分を除去し，直流成分 のみを検出するローパスフィルタ回路と、このローパスフィルタ回路にて検出し た直流成分を積分する積分回路とを有し、この積分回路の出力を前記偏差増幅回 路の入力点に前記偏差増幅回路のオフセット電圧を除去する方向に接続すること により交流出力電圧の直流成分を除去することを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

ローパスフィルタ回路により偏差増幅回路の出力電圧の直流成分を検出し、こ の直流成分を積分回路を介して偏差増幅回路にフィードバックすることにより、 偏差増幅回路のオフセット電圧を除去することができるので、従来使用できなか った通常の変圧器を出力電圧検出手段として用いることができる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図を参照して説明する。なお、既に説明した図２の従 来の回路と同一構成要素には同一符号を付して説明する。 図１は本考案の一実施例の回路図である。同図において、１は直流電源でバッ テリーあるいは整流電源、２は直流電圧を一定周波数の交流に変換するインバー タ、３はリアクトル４とコンデンサ５で構成され，インバータ２に含まれる高次 の高調波成分を除去するためのフィルタ回路、６は定電圧，定周波数の正弦波交 流電圧を出力するインバータ装置の出力端子、７は出力電圧の設定器、８は基準 正弦波発生回路、９は乗算器で、この乗算器９の出力電圧はインバータの出力電 圧の基準電圧波形信号である。１１は前記基準電圧信号とインバータの出力電圧 を比較増幅する誤差増幅回路で、比例積分回路で構成されている。１２は搬送波 発生回路、１３は誤差増幅回路１１の出力と搬送波発生回路１２の出力を比較し ，ＰＷＭ変調信号を出力する比較回路である。この比較回路１３の出力信号はイ ンバータ２へドライブ信号として出力される。１４は通常の商用周波数で使用す る変圧器、１５は誤差増幅回路１１の出力波形から交流成分を除去し，直流成分 を検出するローパスフィルタ回路、１６はローパスフィルタ回路１５の出力を積 分する積分回路であり、この積分回路１６の出力は誤差増幅回路１１の入力点に 偏差増幅回路１１のオフセット電圧を除去する方向に接続してある。

【００１１】 次に、本実施例の動作について詳細に説明する。 基準正弦波発生回路８と電圧設定器７の出力を乗算器９で乗算した基準電圧波 形信号と、インバータ２の出力電圧をフィルタ回路３を介して変圧器１４にて出 力した検出信号を偏差増幅回路１１に入力する。偏差増幅回路１１は基準電圧波 形信号と検出信号の偏差を増幅する。偏差増幅回路１１の出力は搬送波発生器１ ２から搬送波信号とコンパレータ１３にて比較され、ＰＷＭ変調信号としてイン バータ２のスイッチング素子にドライブ信号を供給する。インバータ２のスイッ チング素子はドライブ信号であるＰＷＭ変調信号に従い、直流電源１の電圧をオ ン・オフさせ、インバータ２からＰＷＭ変調された交流電圧が出力される。この インバータ２から出力される交流電圧は、フィルタ回路３によりＰＷＭ変調に用 いられた搬送波を除去することで、インバータ装置の出力端子６には基本周波数 の正弦波電圧が出力される。

【００１２】 一般に制御に用いられる誤差増幅回路は偏差を極力小さくするために積分要素 を取り入れている。また、誤差増幅回路には通常演算増幅器を用いており、この 演算増幅器にはオフセット電圧が存在し、このオフセット電圧は温度により左右 される。誤差増幅回路１１に積分要素をもたせると、誤差増幅回路１１の出力電 圧はこの演算増幅器のオフセット電圧により積分され、交流信号に直流成分が重 畳された信号となる。従って、この直流成分が重畳された交流信号はコンパレー タ１３により搬送波と比較され、インバータ２へＰＷＭ変調信号を出力し、イン バータ２の出力すなわちフィルタ回路３を介したインバータ装置の出力端の電圧 も直流成分を含む交流電圧となる。しかし、通常の変圧器１４では出力電圧に含 まれる直流成分は検出できないため、直流成分はますます増大してしまうことに なる。

【００１３】 そこで、本実施例によると、誤差増幅回路１１の出力に重畳された直流成分を ローパスフィルタ１５により交流成分を除去して検出し、積分回路１６を介して 誤差増幅回路１１の入力点にフィードバックすることにより、誤差増幅回路１１ を構成する演算増幅器のオフセット電圧を補正することができる。このように、 誤差増幅回路１１のオフセット電圧はマイナーループの制御により補正できるた め、インバータ２の出力電圧には直流成分を含まない。フィルタ回路を介した交 流出力波形にも勿論直流成分は含まれない。従って、交流出力電圧検出用として 通常の変圧器を用いることが可能となる。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば交流出力電圧の検出手段として従来直流 成分が検出できないため使用できなかった通常の変圧器を使用することができ、 特殊な絶縁検出器を使用する必要がなくなるとともに単相用，三相用ＣＶＣＦイ ンバータに関係なく応用できるというすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の回路図。

【図２】従来のＣＶＣＦインバータ装置の回路図。

【符号の説明】

１…直流電源、２…インバータ、３…フィルタ回路、６
…出力端子、７…出力電圧設定器、８…基準正弦波発生
回路、９…乗算器、１１…誤差増幅回路、１２…搬送波
発生回路、１３…コンパレータ、１４…変圧器、１５…
ローパスフィルタ回路、１６…積分回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 インバータの交流出力電圧をフィルタ回
   路を介して絶縁変圧器により検出し、この検出信号と基
   準電圧波形信号とを偏差増幅回路に入力し、この偏差増
   幅回路の出力と搬送波発生回路からの搬送波信号をコン
   パレータにより比較し、このコンパレータの出力信号に
   より前記インバータのスイッチング素子をオン・オフ制
   御するパルス幅変調方式のインバータ制御装置におい
   て、前記偏差増幅回路の出力からその交流成分を除去
   し，直流成分のみを検出するローパスフィルタ回路と、
   このローパスフィルタ回路にて検出した直流成分を積分
   する積分回路とを有し、この積分回路の出力を前記偏差
   増幅回路の入力点に前記偏差増幅回路のオフセット電圧
   を除去する方向に接続することにより交流出力電圧の直
   流成分を除去することを特徴としたインバータの制御装
   置。